BE1030836B1 - Casing tube for a steering column for a motor vehicle and steering column for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mantelrohr (3) für eine Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug, welches ein einstückig urgeformtes Metall-Gussteil aufweist, das einen in Richtung einer Längs-achse (L) zwischen einem vorderen Halteabschnitt (31) und einem hinteren Klemmabschnitt (34) erstreckten Aufnahmeraum aufweist, der eine die Längsachse (L) über den Umfang umgebende Mantelwandung (35) aufweist. Urn eine Gewichtsoptimierung bei geringerem Fertigungsaufwand zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass die Mantelwandung (35) eine mindestens eine zum Aufnahmeraum hin offene Durchbrechung (36) aufweist, wobei die Mantelwandung (35) die Längsachse (L) im Bereich der Durchbrechung (36) über einen Umfangsteilabschnitt umgibt, und sich die Durchbrechung (36) durchgehend zwischen dem Halteabschnitt (31) und dem Klemmabschnitt (34) erstreckt.The present invention relates to a casing tube (3) for a steering column (1) for a motor vehicle, which has a one-piece, primary-molded metal casting that has a receiving space extending in the direction of a longitudinal axis (L) between a front holding section (31) and a rear clamping section (34), which has a casing wall (35) that surrounds the longitudinal axis (L) over the circumference. In order to enable weight optimization with less manufacturing effort, the invention proposes that the casing wall (35) has at least one opening (36) that is open towards the receiving space, wherein the casing wall (35) surrounds the longitudinal axis (L) in the region of the opening (36) over a partial circumferential section, and the opening (36) extends continuously between the holding section (31) and the clamping section (34).
Description
Mantelrohr für eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug und Lenksäule für ein KraftfahrzeugSteering column casing for a motor vehicle and steering column for a motor vehicle
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Mantelrohr für eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, welches ein ein- stückig urgeformtes Metall-Gussteil aufweist, das einen in Richtung einer Längsachse zwischen einem vorderen Halteabschnitt und einem hinteren Klemmabschnitt erstreckten Aufnahmeraum aufweist, der eine die Längsachse über den Umfang umgebende Mantelwandung aufweist, wo- bei die Mantelwandung mindestens eine zum Aufnahmeraum hin offene Durchbrechung auf- weist, wobei die Mantelwandung die Längsachse im Bereich der Durchbrechung über einenThe invention relates to a casing tube for a steering column for a motor vehicle, which comprises a one-piece, primary-molded metal casting, which has a receiving space extending in the direction of a longitudinal axis between a front holding section and a rear clamping section, which has a casing wall surrounding the longitudinal axis over the circumference, wherein the casing wall has at least one opening open towards the receiving space, wherein the casing wall surrounds the longitudinal axis in the region of the opening via a
Umfangsteilabschnitt umgibt, und sich die Durchbrechung durchgehend zwischen dem Halteab- schnitt und dem Klemmabschnitt erstreckt. Eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem der- artigen Mantelrohr ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.Circumferential section, and the opening extends continuously between the holding section and the clamping section. A steering column for a motor vehicle with such a casing tube is also the subject of the invention.
Bei einer längenverstellbaren Lenksäule kann eine manuelle Lenkhandhabe, beispielsweise einWith a length-adjustable steering column, a manual steering handle, for example a
Lenkrad, das am bezüglich der Fahrtrichtung hinteren Ende der um ihre Längsachse drehbarenSteering wheel which is located at the rear end of the vehicle, which can be rotated about its longitudinal axis,
Lenkspindel angebracht ist, in der durch die Längsachse gegebenen Längsrichtung relativ zurSteering spindle is mounted in the longitudinal direction given by the longitudinal axis relative to the
Fahrerposition verstellt werden. Hierzu ist eine Stelleinheit, in der die Lenkspindel gelagert ist, in Längsrichtung teleskopartig verstellbar im Aufnahmeraum eines Mantelrohrs verlagerbar auf- genommen, welches auch als Führungskasten, Kastenschwinge oder Außenmantel bezeichnet wird. Dieses Mantelrohr ist von einer Trageinheit gehalten, die mit der Karosserie des Fahr- zeugs verbunden ist.Driver position can be adjusted. For this purpose, an adjusting unit in which the steering spindle is mounted is telescopically adjustable in the longitudinal direction and can be moved in the receiving space of a casing tube, which is also referred to as a guide box, box swing arm or outer casing. This casing tube is held by a support unit that is connected to the body of the vehicle.
Das Mantelrohr nimmt sämtliche im Betrieb auf die Lenksäule wirkenden Kräfte auf, und muss in jedem Verstellzustand eine hohe Steifigkeit und Eigenfrequenz der Lenksäule gewährleisten.The steering column casing absorbs all forces acting on the steering column during operation and must ensure a high level of rigidity and natural frequency of the steering column in every adjustment state.
Dabei soll die Stelleinheit leichtgängig und spielarm verstellbar sein, und durch Festklemmen in einem Klemmabschnitt sicher fixierbar sein.The adjusting unit should be adjustable smoothly and with little play and should be able to be securely fixed by clamping in a clamping section.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es im Stand der Technik bekannt, das Mantelrohr alsIn order to meet these requirements, it is known in the art to use the jacket pipe as
Blechkonstruktion auszubilden. Dabei werden Umformteile, bevorzugt aus Stahlblech durchIn this process, formed parts, preferably made of sheet steel, are
Umformoperationen wie Biegen, Pressen, Stanzen und dergleichen bereitgestellt und durch Fü- geoperationen zusammengefügt, beispielsweise durch Schweißen und dergleichen. Ein derarti- ges Mantelrohr, das beispielsweise in der EP 3 515 790 B1 beschrieben ist, kann die Anforde-Forming operations such as bending, pressing, punching and the like and assembled by joining operations, for example by welding and the like. Such a jacket pipe, which is described for example in EP 3 515 790 B1, can meet the requirements
rung an eine hohe Steifigkeit erfüllen. Insbesondere bei komplexeren Bauformen können meh- rere Umform- und Fügeoperationen erforderlich sein, wodurch ein entsprechend hoher Ferti- gungsaufwand anfällt.requirements for high rigidity. Particularly with more complex designs, several forming and joining operations may be necessary, which results in a correspondingly high manufacturing effort.
Zur Realisierung komplexer Formgebungen, beispielsweise um einen Halteabschnitt zur Anbin- dung an eine Trageinheit, einen Klemmabschnitt zur Fixierung der Stelleinheit, und gegebenen- falls weitere angepasste Verbindungsmittel und Schnittstellen bereitstellen zu können, ist es gattungsgemäß bekannt, dass das Mantelrohr ein an die erforderliche Funktion angepasstesIn order to realize complex shapes, for example in order to be able to provide a holding section for connection to a support unit, a clamping section for fixing the actuating unit, and if necessary other adapted connecting means and interfaces, it is generally known that the jacket pipe has a
Metall-Gussteil aufweist oder als solches ausgebildet ist. Ein derartiges Gussteil kann in einemMetal casting or is designed as such. Such a casting can be in a
Urformverfahren, beispielsweise im Druckguss oder dergleichen, als einstückiges Bauteil bereit- gestellt werden, welches zur Verbindung mit Halte- und Klemmeinrichtungen ausgebildetePrimary forming processes, for example in die casting or the like, as a one-piece component, which is designed for connection to holding and clamping devices
Halte- und Klemmabschnitte, die dazwischen erstreckte Mantelwandung, und darüber hinaus eine Mehrzahl von mechanischen Verbindungsmitteln und dergleichen aufweisen kann.Holding and clamping sections, the jacket wall extending therebetween, and furthermore a plurality of mechanical connecting means and the like.
Dadurch können Fertigungsschritte eingespart werden. Der Einsatz von urgeformten Gusstei- len, wie beispielsweise aus der DE 10 2017 219 914 B4 bekannt, ermöglicht eine geringere An- zahl von Fertigungsschritten als bei Blechkonstruktionen. Um ein möglichst geringes Gewicht realisieren zu können, ist jedoch eine nachträgliche zerspanende Bearbeitung des Gussteils er- forderlich. Dadurch entsteht wiederum ein erhöhter Fertigungsaufwand.This means that manufacturing steps can be saved. The use of pre-formed cast parts, as known from DE 10 2017 219 914 B4, for example, enables a smaller number of manufacturing steps than with sheet metal constructions. In order to achieve the lowest possible weight, however, subsequent machining of the cast part is necessary. This in turn results in increased manufacturing costs.
Ein Mantelrohr der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 2019/0032225 A1 o- der der DE 10 2015 000 028 A1 bekannt. Dieses erfordert eine aufwendige spanende Bearbei- tung und weist ein relativ hohes Gewicht auf.A jacket pipe of the type mentioned above is known, for example, from US 2019/0032225 A1 or DE 10 2015 000 028 A1. This requires complex machining and is relatively heavy.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Er- findung, eine Gewichtsoptimierung bei geringerem Fertigungsaufwand zu ermöglichen.In view of the problems explained above, it is an object of the present invention to enable weight optimization with lower manufacturing costs.
Darstellung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Mantelrohr mit den Merkmalen des An- spruchs 1 und die Lenksäule gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the casing tube with the features of claim 1 and the steering column according to claim 9. Advantageous further developments emerge from the subclaims.
Bei einem Mantelrohr für eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, welches ein einstückig urgeform- tes Metall-Gussteil aufweist, das einen in Richtung einer Längsachse zwischen einem vorderenIn a steering column casing for a motor vehicle, which comprises a one-piece, primary-molded metal casting, which has a longitudinal axis extending between a front
Halteabschnitt und einem hinteren Klemmabschnitt erstreckten Aufnahmeraum aufweist, der eine die Längsachse über den Umfang umgebende Mantelwandung aufweist, wobei die Mantel- wandung eine mindestens eine zum Aufnahmeraum hin offene Durchbrechung aufweist, wobei die Mantelwandung die Längsachse im Bereich der Durchbrechung über einen Umfangsteilab- schnitt umgibt, und sich die Durchbrechung durchgehend zwischen dem Halteabschnitt und dem Klemmabschnitt erstreckt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchbrechung von einem urgeformten Gussrand begrenzt ist und sich über mehr als den 0,4-fachen Umfang desHolding section and a rear clamping section, which has a casing wall surrounding the longitudinal axis over the circumference, wherein the casing wall has at least one opening open towards the receiving space, wherein the casing wall surrounds the longitudinal axis in the area of the opening over a circumferential part section, and the opening extends continuously between the holding section and the clamping section, it is provided according to the invention that the opening is delimited by a primary molded cast edge and extends over more than 0.4 times the circumference of the
Aufnahmeraums erstreckt.recording room.
Das erfindungsgemäße Mantelrohr weist ein einem bezüglich der Längsachse axial vorderenThe jacket tube according to the invention has a with respect to the longitudinal axis axially forward
Bereich den Halteabschnitt auf, der ausgebildet ist, um die Verbindung des Mantelrohrs mit ei- ner Trageinheit zu ermöglichen. In dem axial am anderen Ende angeordneten, hinteren Bereich ist ein Klemmabschnitt angeordnet, der ausgebildet ist, um mit einer Klemmeinrichtung zur Fi- xierung einer in dem Aufnahmeraum aufgenommenen Stelleinheit zusammenzuwirken.Area has the holding section, which is designed to enable the connection of the jacket tube to a support unit. In the rear area arranged axially at the other end, a clamping section is arranged, which is designed to cooperate with a clamping device for fixing an actuating unit accommodated in the receiving space.
Der Halteabschnitt und der Klemmabschnitt sind über die in Längsrichtung erstreckte Mantel- wandung miteinander verbunden, die entsprechend einen Zwischenbereich bildet. Diese be- grenzt den Aufnahmeraum, der sich axial durch den Klemmabschnitt nach vorn bis zum Halte- abschnitt erstreckt, von der Längsachse aus gesehen radial nach außen.The holding section and the clamping section are connected to one another via the jacket wall extending in the longitudinal direction, which accordingly forms an intermediate region. This limits the receiving space, which extends axially through the clamping section forwards to the holding section, radially outwards as seen from the longitudinal axis.
Die Mantelwandung ist in dem axialen Zwischenbereich zwischen Halteabschnitt und Klemmab- schnitt nicht rohrförmig über den Umfang geschlossen, sondern das Mantelrohr ist im Bereich einer Durchbrechung nach außen offen ausgebildet. Diese Durchbrechung erstreckt axial zwi- schen Halte- und Klemmabschnitt, bevorzugt über die gesamte Länge zwischen Halte- undThe casing wall is not closed in a tubular manner over the circumference in the axial intermediate area between the holding section and the clamping section, but the casing tube is designed to be open to the outside in the area of an opening. This opening extends axially between the holding and clamping sections, preferably over the entire length between the holding and
Klemmabschnitt. Dadurch, dass der Aufnahmeraum im Bereich der Durchbrechung nach außen offen ist, verbleibt lediglich ein Umfangsteilbereich der Mantelwandung, der eine Art Steg oderClamping section. Because the receiving space in the area of the opening is open to the outside, only a peripheral part of the casing wall remains, which forms a kind of web or
Rinne bildet, wodurch der Halte- und der Klemmabschnitt miteinander verbunden sind.A groove is formed, which connects the holding and clamping sections.
Ein Vorteil ist, dass die Durchbrechung im Urformverfahren erzeugt werden kann, so dass eine rationelle Fertigung ohne zusätzliche Arbeitsschritte möglich ist. Außerdem kann durch dieOne advantage is that the opening can be created in the primary forming process, so that efficient production is possible without additional work steps. In addition, the
Durchbrechung Material eingespart werden kann, wodurch eine vorteilhafte Gewichtsreduktion des Mantelrohrs ermöglicht wird.Material can be saved by breaking through, which enables an advantageous weight reduction of the jacket pipe.
Erfindungsgemäß ist die Durchbrechung von einem urgeformten Gussrand begrenzt. DieAccording to the invention, the opening is limited by a molded cast edge.
Durchbrechung ist zur verbleibenden Mantelwandung und zum Halte- und Klemmabschnitt durch einen Gussrand begrenzt, der um den gesamten Rand des Öffnungsquerschnitts derThe opening is limited to the remaining shell wall and to the holding and clamping section by a cast edge which runs around the entire edge of the opening cross-section of the
Durchbrechung bevorzugt unterbrechungsfrei umläuft. Dieser Gussrand ist erfindungsgemäß unmittelbar in einem Urformverfahren erzeugt, bevorzugt in einem Metall-Druckgussverfahren.Opening preferably runs uninterrupted. According to the invention, this casting edge is produced directly in a primary forming process, preferably in a metal die-casting process.
Gemäß der Erfindung ist es wesentlich, dass der Gussrand nach dem Urformen nicht nachträg-According to the invention, it is essential that the casting edge is not subsequently
lich bearbeitet wird, insbesondere nicht durch spanende Bearbeitungsverfahren wie Fräsen o- der dergleichen. Mit anderen Worten wird der Rand der Durchbrechung durch die rohe Oberflä- che des Metall-Gussteils gebildet, die auch als Gussfläche, Urformfläche oder Rohfläche be- zeichnet werden kann. Dadurch, dass keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte erforderlich sind, ergibt sich der Vorteil einer rationellen Fertigung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die im Urformver- fahren erzeugte, durchgehende Gefügestruktur nicht durch Zerspanung unterbrochen wird. Auf diese Weise ist eine hohe Festigkeit sichergestellt, so dass eine materialsparende, leichte, und dennoch hinreichend steife Bauweise ermöglicht wird.machined, in particular not by machining processes such as milling or the like. In other words, the edge of the opening is formed by the raw surface of the metal casting, which can also be referred to as the casting surface, primary mold surface or raw surface. The fact that no additional machining steps are required results in the advantage of efficient production. A further advantage is that the continuous microstructure created in the primary mold process is not interrupted by machining. In this way, a high level of strength is ensured, so that a material-saving, lightweight, yet sufficiently rigid construction is possible.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchbrechung sich über mehr als den 0,4-fachen Umfang des Aufnahmeraums erstreckt. Entsprechend umgibt die verbleibende Man- telwandung die Längsachse auf dem restlichen, nicht durchbrochenen Umfang, auf 60% oder weniger des Umfangs. Verglichen mit einem über den Umfang geschlossenen Mantelrohr kann somit im Bereich des Aufnahmeraums eine Material- und Gewichtsersparnis von 40% oder mehr realisiert werden.Furthermore, the invention provides that the opening extends over more than 0.4 times the circumference of the receiving space. Accordingly, the remaining casing wall surrounds the longitudinal axis on the remaining, non-perforated circumference, on 60% or less of the circumference. Compared with a casing pipe closed over the circumference, a material and weight saving of 40% or more can thus be achieved in the area of the receiving space.
Es ist bevorzugt, dass die Durchbrechung sich über mehr als die 0,5-fache Länge des Mantel- rohrs erstreckt. Die Länge des Mantelrohrs entspricht dabei der Gesamtlänge, die in Längsrich- tung über die äußeren axialen Enden gemessen wird. Die Länge der Durchbrechung beträgt bevorzugt mehr als 50% der Länge des Mantelrohrs, gemessen außen über Halteabschnitt undIt is preferred that the opening extends over more than 0.5 times the length of the jacket tube. The length of the jacket tube corresponds to the total length measured in the longitudinal direction over the outer axial ends. The length of the opening is preferably more than 50% of the length of the jacket tube, measured externally over the holding section and
Klemmabschnitt. Dadurch wird eine signifikante Material- und Gewichtsersparnis ermöglicht.clamping section. This enables significant material and weight savings.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die Durchbrechung sich über mehr als die 0,6-fache Länge des Mantelrohrs erstreckt. Dabei ist es vorteilhaft, dass der gesamte Zwischenabschnitt derIt is particularly advantageous that the opening extends over more than 0.6 times the length of the casing pipe. It is advantageous that the entire intermediate section of the
Mantelwandung zwischen Halte- und Klemmabschnitt durchgehend offen ausgebildet ist.The casing wall between the holding and clamping sections is completely open.
Dadurch kann über den überwiegenden Teil der Gesamtlänge Material und Gewicht eingespart werden, wodurch eine weitere Optimierung ermöglicht wird.This allows material and weight to be saved over the majority of the total length, enabling further optimization.
Es ist möglich, dass der Klemmabschnitt eine Klemmeinrichtung aufweist, die ausgebildet ist zur reversiblen Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts des Aufnahmeraums. Der Öffnungs- querschnitt ist der offene Durchgangsquerschnitt des Aufnahmeraums in Längsrichtung. DieIt is possible for the clamping section to have a clamping device which is designed to reversibly reduce the opening cross-section of the receiving space. The opening cross-section is the open passage cross-section of the receiving space in the longitudinal direction. The
Klemmeinrichtung, die gleichbedeutend auch als Fixiereinrichtung bezeichnet werden kann, greift in dem Klemmabschnitt an dem Mantelrohr an, und kann beispielsweise nach Art einerClamping device, which can also be referred to as fixing device, engages in the clamping section on the casing pipe and can, for example, be designed in the manner of a
Klemmschelle ausgebildet sein. Hierzu kann sie in an sich bekannter Weise beispielsweise als betätigbares Spannmittel einen Spannbolzen aufweisen, der mit einem Hubmechanismus zu- sammenwirkt, der in an sich bekannter Weise ein Gewinde, Keilscheiben, Kippstifte oder der- gleichen aufweisen kann. Dieser Hubmechanismus kann in Umfangsrichtung beiderseits eines in Längsrichtung in die Mantelwandung eingebrachten Klemmschlitzes angreifen. Durch Betäti- gung des Spannmittels kann der Klemmschlitz in Umfangsrichtung derart zusammengedrückt werden, dass dessen Breite verringert wird, wodurch der Öffnungsquerschnitt des Aufnahme- raums verkleinert wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine in dem Aufnahmeraum axial aufge- 5 nommene Stelleinheit lösbar in dem Mantelrohr festzuklemmen. Durch entgegengesetzte Betä- tigung des Spannmittels kann die Klemmeinrichtung gelöst werden, wobei der Kraftschluss auf- gehoben wird und die Stelleinheit in Längsrichtung, d.h. axial bezüglich der Längsachse tele- skopartig relativ zum Mantelrohr verstellt werden kann. Dadurch wird eine Längsverstellung derClamping clamps can be designed as clamps. For this purpose, it can have a clamping bolt as an actuatable clamping device in a manner known per se, for example, which cooperates with a lifting mechanism, which can have a thread, wedge disks, tilting pins or the like in a manner known per se. This lifting mechanism can act in the circumferential direction on both sides of a clamping slot made in the longitudinal direction in the casing wall. By actuating the clamping device, the clamping slot can be compressed in the circumferential direction in such a way that its width is reduced, thereby reducing the opening cross-section of the receiving space. In this way, it is possible to releasably clamp an actuating unit axially accommodated in the receiving space in the casing tube. By actuating the clamping device in the opposite direction, the clamping device can be released, whereby the frictional connection is canceled and the actuating unit can be adjusted in the longitudinal direction, i.e. axially with respect to the longitudinal axis, in a telescopic manner relative to the casing tube. This enables a longitudinal adjustment of the
Lenksäule realisiert.Steering column realized.
Bei dem erfindungsgemäßen Mantelrohr können Funktionsteile der Klemmeinrichtung einstü- ckig im Gussverfahren angeformt sein, beispielsweise vorstehende Stütz-, Halte- und/oder Be- tätigungselemente, mit denen der Spannbolzen oder der Hubmechanismus zusammenwirken können.In the jacket pipe according to the invention, functional parts of the clamping device can be integrally formed using the casting process, for example protruding support, holding and/or actuating elements with which the clamping bolt or the lifting mechanism can interact.
Es ist vorteilhaft, dass der Halteabschnitt ein Haltemittel aufweist, das ausgebildet ist zur Auf- nahme eines Verbindungsmittels. Das Haltemittel kann beispielsweise eine quer zur Längs- achse durchgehende, horizontal angeordnete Lagerbohrung aufweisen, in die als Verbindungs- mittel eine Achse oder ein Lagerbolzen einsetzbar ist. Damit kann das Mantelrohr beispiels- weise in Höhenrichtung verschwenkbar mit einer Trageinheit verbunden sein, die ihrerseits an einer Fahrzeugkarosserie festlegbar ist. Das oder die Haltemittel sind vorzugsweise einstückig mit dem Metall-Gussteil ausgebildet. Im Bereich des Halteabschnitts kann das Mantelrohr inIt is advantageous that the holding section has a holding means which is designed to accommodate a connecting means. The holding means can, for example, have a horizontally arranged bearing bore which runs transversely to the longitudinal axis and into which an axle or a bearing bolt can be inserted as a connecting means. The casing tube can thus be connected, for example, in a vertically pivotable manner to a support unit which in turn can be fixed to a vehicle body. The holding means or means are preferably designed in one piece with the metal casting. In the area of the holding section, the casing tube can be in
Umfangsrichtung geschlossen sein. Dadurch kann eine hohe Steifigkeit der Anbindung erzeugt werden.closed in the circumferential direction. This can create a high degree of rigidity in the connection.
Es kann vorgesehen sein, dass die Mantelwandung außerhalb der Durchbrechung mindestens eine weitere Öffnung aufweist. Die außerhalb der Durchbrechung bevorzugt steg- oder rinnen- förmige Mantelwandung kann eine vorzugsweise relativ zur Durchbrechung kleinere Öffnung aufweisen. Dadurch, dass sich diese Öffnung auf einem der Durchbrechung bezüglich derIt can be provided that the casing wall has at least one further opening outside the opening. The casing wall, which is preferably web-shaped or groove-shaped outside the opening, can have an opening which is preferably smaller relative to the opening. Because this opening is located on one of the openings with respect to the
Längsachse gegenüberliegenden Umfangsbereich angeordnet ist, der sich in Einbaulage unten befindet, können potentiell von oben durch die Durchbrechung eindringende kleinere Fremakôr- per durch die Schwerkraft selbsttätig wieder nach außen gelangen. Dadurch wird die Betriebssi- cherheit erhöht.Since the opening is arranged in a circumferential area opposite the longitudinal axis, which is located at the bottom in the installation position, smaller particles potentially penetrating through the opening from above can automatically escape again through gravity. This increases operational safety.
Es ist möglich, dass das Metall-Gussteil aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung ausge- bildet ist. Derartige Leichtmetalllegierungen ermöglichen eine hohe Steifigkeit und Eigenfre- quenz bei einer relativ hohen Gewichts- und Materialersparnis.It is possible that the metal casting is made of an aluminum or magnesium alloy. Such light metal alloys enable high rigidity and natural frequency with a relatively high weight and material saving.
Vorzugsweise kann das Metall-Gussteil als Druckgussteil ausgebildet sein. Die Fertigung imPreferably, the metal casting can be designed as a die-cast part. The production in
Metall-Druckguss ermöglicht eine große konstruktive Freiheit bezüglich der Formgebung, so dass in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von funktionalen Elementen einstückig mit dem Metall-Metal die casting allows a great deal of freedom in terms of design, so that a large number of functional elements can be made in one piece with the metal
Gussteil des Mantelrohrs integriert ausgebildet werden können.Cast part of the casing pipe can be integrated.
Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und die in einem Aufnahmeraum eines Mantelrohrs teleskopartig verstellbar aufgenommen ist, wobei eine Klemmeinrichtung mit dem Mantelrohr zusammenwirkt, die in eine Lösestellung bringbar ist, in der die Stelleinheit relativ zum Mantel- rohr verstellbar ist, oder in eine Fixierstellung, in der die Stelleinheit an dem Mantelrohr lösbar fixiert ist, und wobei das Mantelrohr einen Halteabschnitt, in dem ein Verbindungsmittel zur Ver- bindung mit einer Trageinheit aufgenommen ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen dass dasIn a steering column for a motor vehicle, comprising an actuating unit in which a steering spindle is mounted so as to be rotatable about a longitudinal axis and which is accommodated in a receiving space of a casing tube in a telescopically adjustable manner, wherein a clamping device interacts with the casing tube, which can be brought into a release position in which the actuating unit is adjustable relative to the casing tube, or into a fixing position in which the actuating unit is detachably fixed to the casing tube, and wherein the casing tube has a holding section in which a connecting means for connection to a support unit is accommodated, it is provided according to the invention that the
Mantelrohr ausgebildet ist gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen oder Kombinationen davon.Jacket tube is designed according to one of the previously described embodiments or combinations thereof.
Bei der Lenksäule ist das erfindungsgemäße Mantelrohr über den Halteabschnitt mit der Tra- geinheit verbunden. In dem Aufnahmeraum ist die Stelleinheit aufgenommen, und steht nach hinten aus der axialen Öffnung des Aufnahmeraums vor.In the steering column, the casing tube according to the invention is connected to the support unit via the holding section. The actuating unit is accommodated in the receiving space and protrudes rearward from the axial opening of the receiving space.
Die Klemmeinrichtung kann wahlweise in die Klemmstellung, auch als Fixierstellung bezeichnet, oder in Lösestellung, auch als Freigabestellung bezeichnet, gebracht werden. Dies kann bevor- zugt durch manuelle oder auch motorische Betätigung eines Spannmittels erfolgen, welches mit einem an dem Mantelrohr angreifenden Hubmechanismus zusammenwirkt. Dadurch, dass zu- mindest einzelne Funktionselemente der Klemmeinrichtung einstückig mit dem Mantelrohr inte- griert ausgebildet sein können, ist eine rationelle Fertigung und eine leichte und kompakte Bau- weise möglich.The clamping device can be brought into the clamping position, also known as the fixing position, or into the release position, also known as the release position. This can preferably be done by manual or motorized operation of a clamping device, which interacts with a lifting mechanism acting on the casing tube. Because at least individual functional elements of the clamping device can be designed as one piece with the casing tube, efficient production and a light and compact design are possible.
Es kann vorgesehen sein, dass das Mantelrohr in dem Halteabschnitt relativ zur Trageinheit hô- henverstellbar gelagert ist. Hierzu kann der Halteabschnitt in an sich bekannter Weise eine hori- zontal, quer zur Längsachse liegende Höhenverstellachse aufweisen, um welche das Mantel- rohr samt Stelleinheit nach oben oder unten verschwenkbar ist.It can be provided that the casing tube is mounted in the holding section so that its height is adjustable relative to the support unit. For this purpose, the holding section can have a horizontal height adjustment axis lying transversely to the longitudinal axis in a manner known per se, about which the casing tube together with the adjusting unit can be pivoted up or down.
Es ist möglich, dass zwischen dem Mantelrohr und der Stelleinheit und/oder zwischen demIt is possible that between the jacket pipe and the actuator and/or between the
Mantelrohr und einer Trageinheit ein motorischer Verstellantrieb angebracht ist. Durch einen li- nearen Verstellantrieb, beispielsweise einen motorisch antreibbaren Spindeltrieb, der parallel zur Längsachse zwischen dem Mantelrohr und der Stelleinheit angreift, wird eine Längsverstel- lung des an der Stelleinheit angebrachten Lenkrads ermöglicht. Ein zwischen dem Mantelrohr und der Trageinheit eingesetzter Verstellantrieb ermöglicht eine motorische Höhenverstellung.A motorized adjustment drive is attached to the casing tube and a support unit. A linear adjustment drive, for example a motor-driven spindle drive, which acts parallel to the longitudinal axis between the casing tube and the adjustment unit, enables longitudinal adjustment of the steering wheel attached to the adjustment unit. An adjustment drive inserted between the casing tube and the support unit enables motorized height adjustment.
Dabei kann das Mantelrohr einstückig ausgebildete Verbindungsmittel zur Befestigung und Ab- stützung des oder der Verstellantriebe aufweisen. Dadurch können Fertigung und Montage ver- einfacht werden.The casing pipe can have integrally formed connecting elements for fastening and supporting the adjustment drive(s). This simplifies production and assembly.
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. In detail:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen An- sicht,Figure 1 shows a steering column according to the invention in a schematic perspective view,
Figur 2 eine weitere Ansicht der Lenksäule gemäß Figur 1,Figure 2 is another view of the steering column according to Figure 1,
Figur 3 eine Querschnitt durch das erfindungsgemäße Mantelrohr der Lenksäule gemäßFigure 3 is a cross-section through the steering column casing tube according to the invention
Figur 1,Figure 1,
Figur 4 das Mantelrohr gemäß Figur 3 in einer schematischen perspektivischen Ansicht,Figure 4 shows the jacket pipe according to Figure 3 in a schematic perspective view,
Figur 5 eine weitere Ansicht des Mantelrohrs gemäß Figur 4.Figure 5 is another view of the jacket pipe according to Figure 4.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen verse- hen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, identical parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually only named or mentioned once.
Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Lenksäule 1 in unterschiedlichen perspektivi- schen Darstellungen. Diese weist eine Stelleinheit 2 auf, in der eine Lenkspindel 21 um eineFigures 1 and 2 show a steering column 1 according to the invention in different perspective views. This has an actuating unit 2 in which a steering spindle 21 can be rotated by a
Längsachse L drehbar gelagert ist. Am hinteren, in den Figuren nach unten rechts zeigendenThe longitudinal axis L is rotatably mounted. At the rear, in the figures pointing downwards to the right
Ende einen Befestigungsabschnitt 22 zur Anbringung eines hier nicht gezeigten Lenkrads auf.end has a fastening section 22 for attaching a steering wheel, not shown here.
Die Stelleinheit 2 ist in einem erfindungsgemäßen Mantelrohr 3 aufgenommen. Dieses weist in seinem von der Stelleinheit 2 axial abgewandten, vorderen Bereich einen Halteabschnitt 31 auf.The actuating unit 2 is accommodated in a casing tube 3 according to the invention. This has a holding section 31 in its front area axially facing away from the actuating unit 2.
Dieser weist eine quer zur Längsachse L in Richtung einer waagerechten Höhenverstellachse 32 durchgehende Lagerbohrung 33 auf. In dieser ist das Mantelrohr 3 in Höhenrichtung H schwenkbar relativ zur Fahrzeugkarosserie gelagert, beispielsweise mittels einer hier nicht dar- gestellte Lagerbolzens. Im Bereich der Halteabschnitts 31 kann die Lenkspindel 21 in dem Man- telrohr 3 drehbar gelagert sein.This has a bearing bore 33 that runs transversely to the longitudinal axis L in the direction of a horizontal height adjustment axis 32. In this, the casing tube 3 is pivotably mounted in the height direction H relative to the vehicle body, for example by means of a bearing bolt (not shown here). In the area of the holding section 31, the steering spindle 21 can be rotatably mounted in the casing tube 3.
Im hinteren Bereich, wo die Stelleinheit 2 aus dem Mantelrohr 3 axial hervorsteht, weist dasIn the rear area, where the actuator 2 protrudes axially from the casing tube 3, the
Mantelrohr 3 einen Klemmabschnitt 34 auf.The casing pipe 3 has a clamping section 34.
Zwischen dem Halteabschnitt 31 und dem Klemmabschnitt 34 erstreckt sich eine Mantelwan- dung 35. Diese weist oben eine Durchbrechung 36 auf, die mit dem gestrichelten Pfeil ange- deutet ist. Im Bereich der Durchbrechung 35 ist im bezeigten Beispiel auf dem mehr 40% desA casing wall 35 extends between the holding section 31 and the clamping section 34. This has an opening 36 at the top, which is indicated by the dashed arrow. In the area of the opening 35, in the example shown, more than 40% of the
Umfangs die Mantelwandung 35 weggelassen. Im Umkehrschluss umgibt die verbleibende, in etwa rinnenförmig in Längsrichtung erstreckte Mantelwandung 35 die Lenkspindel 21 um weni- ger als 60%.The casing wall 35 is omitted. Conversely, the remaining casing wall 35, which extends approximately in the form of a channel in the longitudinal direction, surrounds the steering spindle 21 by less than 60%.
Die Durchbrechung 36 ist durch einen umlaufenden Gussrand 37 der Mantelwandung 35 be- grenzt. Dieser ist überwiegend, bevorzugt vollständig urgeformt, d.h. bevorzugt im Druckguss- verfahren ohne nachfolgende mechanische Bearbeitung erzeugt. Mit anderen Worten wird derThe opening 36 is limited by a circumferential cast edge 37 of the casing wall 35. This is predominantly, preferably completely, primary formed, i.e. preferably produced by die casting without subsequent mechanical processing. In other words, the
Gussrand 37 durchgehend, zumindest aber überwiegend durch eine rohe, unbearbeitete Guss- fläche gebildet.Casting edge 37 is formed continuously, or at least predominantly, by a raw, unprocessed casting surface.
Das Mantelrohr 3 ist im Bereich des Klemmabschnitts 34 von einer konsolenartigen Trageinheit 4 gehalten, die Befestigungsbohrungen 41 zur Anbringung an der nicht dargestellten Fahrzeug- — karosserie aufweist.The casing tube 3 is held in the region of the clamping section 34 by a console-like support unit 4 which has fastening holes 41 for attachment to the vehicle body (not shown).
An der Trageinheit 4 ist eine Klemmeinrichtung 5 angebracht, die einen quer zur Längsachse 5 durchgehenden Spannbolzen 51 aufweist, der mittels eines Spannhebels 52 gedreht werden kann. Dadurch kann ein wirkungsmäßig zwischen der Trageinheit 4 und dem Mantelrohr 3 an- — geordneter Hubmechanismus 53, beispielsweise ein an sich bekannter Keilscheiben, Nocken- oder Kippstiftmechanismus, betätigt und wahlweise in eine Fixierposition oder eine Löseposition gebracht werden. In der Fixierposition wird das Mantelrohr 3 zwischen zwei Seitenwangen 42 der Trageinheit 4 eingeklemmt, so dass das Mantelrohr 3 an der Trageinheit 4 verspannt ist, und das Mantelrohr 3 im Klemmabschnitt 34 derart zur Verringerung des Durchgangsquer- schnitts des Aufnahmeraums zusammengedrückt wird, dass die Stelleinheit 2 in dem Mantel- rohr 3 verspannt wird. In der Löseposition kann die Stelleinheit 2 teleskopartig in Längsrichtung verstellt werden, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist.A clamping device 5 is attached to the support unit 4, which has a clamping bolt 51 which runs transversely to the longitudinal axis 5 and which can be rotated by means of a clamping lever 52. This allows a lifting mechanism 53 which is operatively arranged between the support unit 4 and the casing tube 3, for example a known wedge disk, cam or tilting pin mechanism, to be actuated and brought into a fixing position or a release position as desired. In the fixing position, the casing tube 3 is clamped between two side cheeks 42 of the support unit 4, so that the casing tube 3 is clamped to the support unit 4, and the casing tube 3 is compressed in the clamping section 34 in order to reduce the cross-section of the receiving space, so that the actuating unit 2 is clamped in the casing tube 3. In the release position, the actuating unit 2 can be adjusted telescopically in the longitudinal direction, as indicated by the double arrow.
Der erfindungsgemäße Mantelrohr 3 ist freigestellt in den Figuren 3, 4 und 5 in unterschiedli- chen Ansichten gezeigt. Es ist als einstückiges Metall-Druckgussteil ausgebildet, bevorzugt aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung.The jacket tube 3 according to the invention is shown in different views in Figures 3, 4 and 5. It is designed as a one-piece metal die-cast part, preferably made of an aluminum or magnesium alloy.
In Figur 3, die einen Querschnitt A-A aus Figur 4 zeigt, ist gut erkennbar, dass die geschnitten dargestellte Mantelwandung 35 in etwa rinnenförmig ausgebildet ist, und dabei die LängsachseIn Figure 3, which shows a cross section A-A from Figure 4, it is clearly visible that the sectioned casing wall 35 is approximately channel-shaped, and the longitudinal axis
L auf einem Umfangsteilabschnitt von weniger als 60% des Umfangs umgibt.L on a circumferential section of less than 60% of the circumference.
In Figur 4 ist die Gesamtlänge M des Mantelrohrs 3 eingezeichnet, sowie die Länge D derIn Figure 4, the total length M of the jacket pipe 3 is shown, as well as the length D of the
Duchbrechung 36, die sich in Längsrichtung durchgehend zwischen dem Halteabschnitt 31 und dem Klemmabschnitt 34 erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Länge D größer als das 0,6-fache der Länge M, es gilt: D > (0,6 * M).Opening 36, which extends longitudinally continuously between the holding section 31 and the clamping section 34. In the embodiment shown, the length D is greater than 0.6 times the length M, the following applies: D > (0.6 * M).
Inden Figuren 4 und 5 ist erkennbar, dass beiderseits eines Klemmschlitzes 38 vorstehendeIn Figures 4 and 5 it can be seen that on both sides of a clamping slot 38 protruding
Stützelemente 39 einstückig an das Mantelrohr 3 angeformt sind. An diesen greift der Hubme- chanismus 53 der Klemmeinrichtung 5 an, wobei der Spannbolzen 51 durch Öffnungen 391 hin- durchgeführt ist.Support elements 39 are formed integrally onto the casing tube 3. The lifting mechanism 53 of the clamping device 5 engages these, with the clamping bolt 51 being guided through openings 391.
Im unteren Bereich, auf der der Durchbrechung 36 gegenüberliegenden Seite, ist eine Öffnung 392 in die Mantelwandung 35 eingebracht. Durch diese können eventuell durch die Durchbre- chung 36 eindringende Fremdkörper durch die Schwerkraft selbsttätig wieder aus dem Aufnah- meraum herausfallen.In the lower area, on the side opposite the opening 36, an opening 392 is made in the casing wall 35. Any foreign bodies that may penetrate through the opening 36 can then automatically fall out of the receiving space again by gravity.
Bezugszeichenliste 1 Lenksäule 2 Stelleinheit 21 Lenkspindel 22 Befestigungsabschnitt 3 Mantelrohr 31 Halteabschnitt 32 Höhenverstellachse 33 Lagerbohrung 34 Klemmabschnitt 35 Mantelwandung 36 Durchbrechung 37 Gussrand 38 Klemmschlitz 39 Stützelement 391 Öffnung 392 Öffnung 4 Trageinheit 41 Befestigungsbohrungen 42 Seitenwangen 5 Klemmeinrichtung 51 Spannbolzen 52 Spannhebel 53 HubmechanismusList of reference symbols 1 Steering column 2 Actuating unit 21 Steering spindle 22 Fastening section 3 Jacket tube 31 Holding section 32 Height adjustment axis 33 Bearing bore 34 Clamping section 35 Jacket wall 36 Opening 37 Cast edge 38 Clamping slot 39 Support element 391 Opening 392 Opening 4 Support unit 41 Fastening holes 42 Side cheeks 5 Clamping device 51 Clamping bolt 52 Clamping lever 53 Lifting mechanism
L LängsachseL Longitudinal axis
H HôhenrichtungH Altitude direction
M Länge des Mantelrohrs 3M Length of the casing pipe 3
D Länge der Durchbrechung 36D Length of the opening 36
Claims (12)
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