-
Die
Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
-
Im
modernen Fahrzeugbau sind Lenksäulen so
ausgebildet, dass sie aus Komfortzwecken in ihrer Neigung und in
ihrer Länge
veränderbar
sind. Dadurch können
sie auf die individuellen Bedürfnisse
eines Fahrers eingestellt werden. Zur Fixierung der Lenksäule in ihrer
Position sind Klemmmittel vorgesehen. Diese sind so ausgelegt, dass
sie die Veränderbarkeit
der Lage der Lenksäule
zuverlässig
und auf Dauer blockieren. Das gilt insbesondere für den Fall,
in dem auf die Lenksäule
eine in axialer Richtung wirkende Kraft angreift, wie beispielsweise
bei einem Unfall. Andererseits müssen
die Klemmmittel so ausgelegt sein, dass sie im Bedarfsfall eine
Veränderung
der Position der Lenksäule
einfach zulassen. Eine derartige Lenksäule ist beispielsweise aus
der
EP 0 802 104 A1 bekannt.
Die in dieser Druckschrift beschriebene Lenksäule weist eine fahrzeugfeste Konsole
auf, an der Klemmmittel in Form von Lamellen gelagert sind. Über diese
Klemmmittel steht die Lenksäule
mit einer fahrzeugfesten Konsole in Verbindung. In einer Öffnungsstellung
der Klemmmittel ist es möglich,
die Lenksäule
gegenüber
der Konsole zu verschieben. In einer Schließstellung der Klemmmittel ist
die Lenksäule
gegenüber
der Konsole fixiert.
-
Um
Lenksäulenanordnungen
für einen
Fahrzeugaufprall sicher zu gestalten, ist es bekannt, eine nicht
in ihrer Position verstellbare Lenksäule so an einer fahrzeugfest
angeordneten Konsole zu befestigten, dass im Falle eines Unfalls
eine axiale Verschiebung der Lenksäule relativ zu der Konsole
unter Energieaufnahme ermöglicht
wird. Dazu wird beispielsweise auf die
DE 37 20 320 A1 verwiesen.
Aus dieser Druckschrift geht eine Lenksäulenanordnung mit einer fahrzeugfest
angeordneten Konsole hervor. Weiterhin ist eine nicht verstellbare
Lenksäule
offenbart, die über
einen sogenannten Bügel
mit der Konsole verbunden ist. Bügel
und Konsole sind über
Bolzen miteinander verbunden. Die Bolzen greifen in in den Bügel eingebrachte
Langlochbohrungen ein, die im Falle eines Unfalls ein Verschieben
des Bügels
relativ zu der Konsole unter Energieaufnahme ermöglichen. Aus dieser Druckschrift
geht jedoch nicht hervor, wie der Bügel relativ zu der Konsole
beim normalen Gebrauch der Lenksäulenanordnung
fixiert ist.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenksäulenanordnung
zu schaffen, bei der, unter Beibehaltung von bekannten Komfortfunktionen,
die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht und ein zuverlässiger Gebrauch
der Lenksäulenanordnung
gewährleistet
wird.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Lenksäulenanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung zeichnet
sich durch eine Lenksäulenanordnung
mit einer fahrzeugfest angeordneten Konsole sowie einer Lenksäule aus,
die aus Komfortgründen
in ihrer Neigung und in ihrer Länge
veränderbar
ausgeführt
ist. Um die Lenksäule
in ihrer Position zu fixieren, sind zudem Klemmmittel vorgesehen.
Um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen im Falle eines Crashs zu
erhöhen,
ist zwischen der fahrzeugfest angeordneten Konsole und der Lenksäule mit
den Klemmmitteln ein Konsolenschlitten vorgesehen, der so mit der
Konsole verbunden ist, dass eine lineare Verschiebung des Konsolenschlittens
entlang der Konsole möglich
ist. Erfindungsgemäß ist zwischen
Konsolenschlitten und Konsole ein Arretierungsmittel vorgesehen.
Die Arretierungsmittel ermöglichen,
dass die Lenksäulenanordnung
in einer vorbestimmten Position gegenüber der Konsole arretiert werden
kann. Es ist denkbar, dass die vorbestimmte Position der Lenksäule die Position
ist, die die Lenksäule
beim normalen Gebrauch einnimmt.
-
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
lösen sich
die Arretierungsmittel bei Überschreiten
einer auf die Lenksäule
in axialer Richtung aufgebrachten Kraft, wodurch ein Verschieben
des Konsolenschlittens mit der Lenksäule und den Klemmmitteln relativ zur
Konsole möglich
ist. Es ist denkbar, dass das vorbestimmte Kraftmaß an einer
Crashkraft orientiert wird, so dass beispielsweise im Falle eines
Unfalls, wenn eine in axialer Richtung wirkende Kraft auf die Lenksäule aufgebracht
wird, die Lenksäule
sich genau zu dem Zeitpunkt verschiebt, zu dem mögliche Belastungen auf den
Insassen zu groß würden. Auf diese
Weise ist es möglich,
die Sicherheit von Fahrzeuginsassen zu erhöhen.
-
Die
Arretierungsmittel können
die Form einer Buchse aufweisen, die entweder mit der Konsole oder
mit dem Konsolenschlitten fest verbunden sind und mit dem jeweils
anderen Teil der Lenksäulenanordnung
lösbar
verbunden sind. Eine solche feste Verbindung kann beispielsweise
mittels einer Niet hergestellt werden. Es sind aber auch alle anderen Verbindungen
denkbar, die auch im Falle einer hohen Krafteinwirkung die Buchse
sicher mit dem entsprechenden Lenksäulenteil verbinden. Als lösbare Verbindung
zwischen der Buchse und dem entsprechenden Lenksäulenteil kann beispielsweise
ein sogenannter Abreißstift
verwendet werden. Derartige Stifte sind aus dem Stand der Technik
bekannt und bestehen in der Regel aus Kunststoff. Es sind jedoch auch
andere Materialien, wie Metalle denkbar. Ein solcher Abreißstift erstreckt
sich sowohl in der Buchse als auch in dem Teil, mit dem die Buchse
lösbar verbunden
ist. Der Stift ist kann senkrecht zur Krafteinwirkung ausgerichtet
und schert an der Verbindungsstelle von Buchse und dem entsprechenden Lenksäulenteil
ab, wenn eine auf das Lenksäulenteil aufgebrachte
Kraft ein vorbestimmtes Maß überschreitet.
-
Es
ist denkbar, den Abreißstift
aus einem Kunststoff mit einem bestimmbaren Materialversagen herzustellen.
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von bestimmbarem Materialversagen
die Rede ist, so ist damit ein Materialversagen gemeint, welches
sich in Abhängigkeit
von senkrecht in den Stift eingeleiteten Kräften vorhersagen lässt. Das bringt
den Vorteil mit sich, dass sich genau die Kraft einstellen lässt, ab
der sich die Lenksäule
relativ zur Konsole verschiebt.
-
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
kann der Abreißstift
eine Einschnürung
aufweisen, die sich um den radialen Umfang des Abreißstiftes
erstreckt. Bei der Einschnürung
kann es sich um eine Nut beziehungsweise um eine Fase handeln. Die
Einschnürung
kann beispielsweise in der Mitte des Abreißstiftes angeordnet sein. In
Höhe der
Einschnürung
hat der Abreißstift
einen definierten Durchmesser. Das trägt dazu bei, dass der Abreißstift bei
einer exakt vorhersehbaren Kraft versagt, so dass sich genau die Kraft
einstellen lässt,
ab der sich die Lenksäule
relativ zur Konsole verschiebt. Dieser Vorteil spielt insbesondere
dann eine Rolle, wenn man bedenkt, dass die Bohrungen in Konsolenschlitten
und Buchse, die den Abreißstift
aufnehmen, toleranzbehaftet sein können, so dass beim Einsetzen
des Abreißstiftes dieser
ohne die erfindungsgemäße Einschnürung je nach
Toleranz der Bohrung einen unterschiedlichen Durchmesser bekommen
würde.
Ein unterschiedlicher Durchmesser hat aber unterschiedliche Abreißkräfte und
somit unterschiedliche Verschiebenszeitpunkte der Lenksäule relativ
zur Konsole zur Folge.
-
Bevorzugt
ist die Einschnürung
auf der Höhe des
Abreißstiftes
angeordnet, die in eingebautem Zustand einer Trennebene zwischen
Konsolenschlitten und Buchse entspricht. Wenn die Einschnürung auf Höhe dieser
Trennebene angeordnet ist, wird bei einem Crash die Crashkraft direkt
an die richtige Stelle des Abreißstiftes geleitet und ein zuverlässiges Versagen
des Abreißstiftes
sichergestellt.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel,
in dem die Buchse fest mit der Konsole verbunden ist, weist der
Konsolenschlitten eine an die Buchse angepasste Aufnahme auf. Eine
solche Aufnahme ermöglicht
es, die Buchse in den Konsolenschlitten zu integrieren, so dass
sie zumindest an der, dem Konsolenschlitten zugewandten Seite nicht übersteht und
ein reibungsloses Verschieben des Konsolenschlittens relativ zur
Konsole ermöglicht.
Zudem muss sichergestellt werden, dass auch die Komfortverstellmöglichkeiten
der Lenksäulenanordnung
reibungsfrei erfolgen können
müssen.
-
Es
ist denkbar, dass ein zwischen Aufnahme und Buche bestehender Spalt
mit Kunststoff ausgespritzt ist. Dieses Merkmal dient dazu eine
spielfreie Verbindung zwischen Konsolenschlitten und Buchse herzustellen,
damit während
des Gebrauchs der Lenksäule
keine ungewünschten
Relativbewegungen und eventuell damit verbundene Geräusche auftreten.
Bevorzugt wird das Ausspritzen nach der Montage der Lenksäulenanordnung
durchgeführt,
so dass ein zunächst
vorhandenes Spiel zwischen Konsolenschlitten und Buche zum Ausgleichen
von Montagetoleranzen verwendet werden kann.
-
Anstelle
eines Abreißstiftes
ist es denkbar, die Buchse entlang ihres Umfangs mit halbkreisförmigen Aufnahmekammern
zu versehen. Entsprechende Aufnahmekammern können in der Aufnahme entlang
ihres der Buchse zugewandten Randes vorgesehen sein. Es ist dabei
denkbar, dass die korrespondierenden Aufnahmekammern von Buchse
und Aufnahme so in ihrer Form gewählt sind und so zueinander
angeordnet sind, dass sie zumindest bereichsweise einen Raum mit
einem im Wesentlichen runden Querschnitt umschließen. Wenn
in diesem Zusammenhang von rundem Querschnitt die Rede ist, so ist
damit ein Schnitt in der Ebene gemeint, die einer Berührungsebene
zwischen Konsolenschlitten und Konsole entspricht. Wenn nun ein
zwischen Konsolenschlitten bzw. zwischen der Aufnahme des Konsolenschlittens
und der Buchse bestehender Spalt mit Kunststoff ausgespritzt wird
und dabei auch die korrespondierenden Aufnahmekammern von Buchse und
Aufnahme befüllt
werden, entstehen an diesen Stellen „Quasi-Abreißstifte". Auch in diesem
Ausführungsbeispiel
ist der Kunststoff bevorzugt so zu wählen, dass er ein bestimmbares
Materialversagen aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann entsprechend über die
Wahl des Materials und die Form und Dimension der Aufnahmekammern
bzw. des Spalts genau eine Kraft eingestellt werden, ab der ein
Verschieben der Lenksäulenanordnung
relativ zur Konsole erfolgt.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine
erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung;
-
2 eine Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung
gemäss 1;
-
3 eine dreidimensionale
Darstellung einer Konsole mit einem Konsolenschlitten einer Lenksäulenanordnung
gemäß 1 vor einem Aufprall;
-
4 eine dreidimensionale
Darstellung einer Konsole mit einem Konsolenschlitten einer Lenksäulenanordnung
gemäß 1 nach einem Aufprall;
-
5 eine schematische Darstellung
eines Schnitts durch eine Konsole und einen Konsolenschlitten auf
Höhe einer
erfindungsgemäßen Buchse;
-
6 einen Schnitt durch einen
Konsolenschlitten und eine Buchse auf Höhe eines Abreißstiftes
sowie
-
7 eine Draufsicht auf einen
Konsolenschlitten mit einer erfindungsgemäßen Buchse.
-
In 1 ist eine Lenksäulenanordnung 1 dargestellt.
Die Lenksäulenanordnung 1 weist
eine Konsole 2 auf. Die Konsole 2 hat einen im
Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Sie weist Aufnahmen 3 für nicht
näher dargestellte
Befestigungsmittel auf. Über
diese Befestigungsmittel wird die Konsole 2 an einem ebenfalls
nicht dargestellten Fahrzeug montiert. Weiterhin sind Aufnahmen 4 vorgesehen
(vgl. 2), die zur Aufnahme
eines weiteren Befestigungselementes dienen. Das in der Aufnahme 4 angeordnete
Befestigungselement dient der Befestigung einer im Zusammenhang
mit der Erfindung nicht näher
interessierenden Hülse 5.
Weiterhin weist die Konsole 2 ein Langloch 6 auf,
welches sich über einen
Großteil
der Länge
der Konsole 2 erstreckt. Die Funktion des Langlochs 6 wird
im Folgenden noch näher
erläutert
werden.
-
Die
Lenksäulenanordnung 1 weist
weiterhin eine Lenksäule 7 mit
einem Mantelrohr 8 sowie einer in dem Mantelrohr 8 drehbar
gelagerten Lenksäule 9 auf.
Die Lenksäule 9 dient
der Aufnahme eines nicht dargestellten Lenkrades und einer Übertragung
einer von einem Fahrer in das Lenkrad eingebrachten Drehbewegung
auf ein Lenkgetriebe.
-
Zudem
sind in 1 beidseits
des Mantelrohres 8 angeordnete Lamellenpakete 11 zu
erkennen, über
die eine Fixierung der Lenksäule
in einer bestimmten Position erfolgen kann. Die Lamellenpakete 11 wirken
mit einer hier nicht im Detail beschriebenen, weil aus dem Stand
der Technik bekannten, Klemmvorrichtung 12 zusammen. Es
kann über
Erhöhen
bzw. Reduzieren des zwischen den Lamellen 11 herrschenden
Druckes ein Fixieren bzw. Lösen
erfolgen und somit ein Verstellen bzw. Fixieren der Lenksäule bewerkstelligt
werden.
-
Unterhalb
der Konsole 2 ist ein Konsolenschlitten 13 angeordnet.
Der Konsolenschlitten 13 steht über Befestigungselemente 14 sowie
einen Kulissenstein 15 mit der Konsole 2 in Verbindung.
Der Kulissenstein 15 ist in seinen Abmaßen auf die Abmaße des Langlochs 6 abgestimmt
und in diesem angeordnet. Er ist über geeignete Befestigungselemente,
wie beispielsweise Schrauben 16, mit dem Konsolenschlitten 13 verbunden.
Wie aus 2 hervorgeht,
ist die Klemmvorrichtung 12 an dem Konsolenschlitten 13 angeordnet.
Dazu weist der Konsolenschlitten 13 winklig zu ihm angeordnete
Schenkel 17 auf. Die Schenkel 17 weisen Aufnahmen 18 auf, über die
eine Verbindung zwischen dem Konsolenschlitten 13 und der
Klemmvorrichtung 12 hergestellt werden kann.
-
Im
Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung 1 im
Zusammenhang mit den 3 und 4 näher erläutert. Wenn im Falle eines
Crashs eine Kraft A gemäß dem Pfeil
A auf die Lenksäulenanordnung 1 einwirkt
und diese Kraft A ein vorbestimmtes Maß überschreitet, so wird die Kraft
A über
die Lenkspindel 9, das Mantelrohr 8 sowie die
Klemmvorrichtung 12 in den Konsolenschlitten 13 eingeleitet.
Dabei ist die Klemmvorrichtung 12 so ausgelegt, dass sie
dem vorbestimmten Kraftmaß standhält, d. h.
die Lenksäule 7 trotz dieser
Kraft in ihrer Position hält. Überschreitet
die Kraft A nun ein vorbestimmtes Maß, lösen sich die Befestigungselemente 14 zwischen
Konsolenschlitten 13 und Konsole 2, was zur Folge
hat, dass nun eine Bewegung des Konsolenschlittens 13 relativ
zur Konsole 2 ermöglicht
wird. Die Befestigungselemente 14 zwischen Konsolenschlitten 13 und
Konsole 2 werden im Zusammenhang mit den 5 und 6 noch näher erläutert werden.
-
Durch
das Zusammenwirken von dem mit dem Konsolenschlitten 13 verbundenen
Kulissenstein 15 und dem Langloch 6 der Konsole 3 führt der Konsolenschlitten 13 eine
definierte, durch das Langloch 6 vorgegebene, lineare Bewegung
durch. Demnach sieht die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung 1 zwei
Möglichkeiten
vor, die Lenksäule 7 im Fahrzeug
zu verschieben. Eine Möglichkeit
ist nach Lösen
der Klemmvorrichtung 12 zum Zweck der Komfortverstellung
der Lenksäule 7 gegeben;
eine weitere nach Lösen
der Befestigungselemente 14 im Falle eines Crashs. Durch
das Vorsehen von zwei separaten Verschiebe- bzw. Verstellmöglichkeiten,
ist es möglich,
die Widerstände,
die beim Verschieben der Lenksäulenanordnung 1 überwunden
werden müssen,
unterschiedlich einzustellen.
-
In 3 ist eine Konsole 2 mit
einem Konsolenschlitten 13 dargestellt und zwar vor Einwirken
der Kraft A auf die Lenksäulenanordnung 1. Übersichtlichkeitshalber
wurde auf eine Darstellung der mit dem Konsolenschlitten 13 verbundenen
Lenksäule 7 sowie
der Klemmvorrichtung 12 verzichtet. In 3 sind jedoch sowohl die Befestigungselemente 14 zwischen
dem Konsolenschlitten 13 und der Konsole 2 als
auch die Befestigungselemente 16 für den nicht dargestellten Kulissen stein 15 erkennbar.
Weiterhin erkennbar ist das Langloch 6 in der Konsole 2,
durch welches der Kulissenstein 15 geführt ist.
-
Wenn
nun im Falle eines Unfalls eine Kraft A auf die Lenksäulenanordnung 1 einwirkt
und diese über
die Lenkspindel 9, das Mantelrohr 8 sowie die Klemmvorrichtung 12 auf
den Konsolenschlitten 13 wirkt, lösen sich die Befestigungselemente 14 und geben
eine Bewegung des Konsolenschlittens 13 gegenüber der
Konsole 2 frei. In 4 ist
ein Konsolenschlitten 13 nach einer solchen Bewegung dargestellt.
Der Konsolenschlitten 13 ist in Krafteinleitungsrichtung
entlang dem Langloch 6 verlagert.
-
In 5 ist schematisch ein Schnitt
durch eine Konsole 2 sowie einen Konsolenschlitten 13 auf Höhe eines
Arretierungsmittels dargestellt. Das Arretierungsmittel hat hier
die Form einer Buchse 14. Die Buchse 14 ist über eine
Niet 21 fest mit der Konsole 2 verbunden. Zwischen
dem Konsolenschlitten 13 und der Buchse 14 ist
ein Abreißstift 22 vorgesehen. Der
Abreißstift
besteht aus Kunststoff und reißt
bei Aufbringen einer ein vorbestimmtes Maß überschreitenden Kraft auf den
Konsolenschlitten 13 auf Höhe der Trennlinie 23.
-
6 zeigt einen Schnitt durch
den Konsolenschlitten 13 und die Buchse 14 auf
Höhe eines
Abreißstiftes 22.
Der Abreißstift 22 weist
eine Einschnürung 27 auf,
die sich radial um den Umfang des Abreißstiftes 22 erstreckt.
Die Einschnürung 27 bewirkt, dass
der Abreißstift 22 einen
definierte Durchmesser D aufweist. Dieser ist unabhängig davon,
ob sich der Durchmesser im übrigen
Bereich des Abreißstiftes 22 bei
der Montage verändert.
Die Einschnürung 27 ist
auf Höhe
einer Trennebene 28 zwischen Konsolenschlitten 13 und
Buchse 14 angeordnet. Wenn die Ausdehnung der Einschnürung 27 ein
gewis ses Maß überschreitet,
ergibt sich bei der Montage des Abreißstiftes 22 ein weiterer
Vorteil: Die Lage des Abreißstiftes 22 und
dessen Einschnürung 27 relativ
zur Trennebene 28 muss nicht so genau eingestellt werden,
da es mehrere Möglichkeiten
gibt, diese einzunehmen. Es ist auch denkbar den Abreißstift 22 mit einer
nicht dargestellten Längsnut
zu versehen, die sicherstellt, dass bei der Montage die in der Bohrung der
Buchse 14 befindliche Luft auf einfache Art und Weise entweichen
kann.
-
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Buchse 14 dargestellt. In der Zeichnung erkennt man einen
Ausschnitt aus einem Konsolenschlitten 13. Der Konsolenschlitten 13 weist
eine Aufnahme 24 auf. Die Aufnahme 24 ist in ihrer
Kontur an die Umrisse der Buchse 14 angepasst. Die Buchse 14 weist
entlang ihres Umfangs Aufnahmekammern 25 auf. Die Aufnahmekammern 25 haben
in der in 6 gewählten Ansicht
eine Halbkreisform. Die Aufnahme 24 weist entlang ihres
der Buchse 14 zugewandten Randes ebenfalls Aufnahmekammern 26 auf.
Die Aufnahmekammern 25 der Buchse und die Aufnahmekammern 26 der
Aufnahme sind in ihrer Größe und ihrer
Position so gewählt,
dass sie einen Raum umschließen,
der einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist. Weiterhin
sind die Dimensionen der Buchse und der Aufnahme so gewählt, dass
zwischen ihnen ein Spalt 27 entsteht. Der Spalt 27 mit
den Aufnahmekammern 25, 26 ist mit Kunststoff
gefüllt.
Im Falle eines Aufpralles und einer auf den Konsolenschlitten wirkenden
Kraft reißt
der Kunststoff entsprechend dem im Zusammenhang mit 5 beschriebenen Abreißstift 22 und gibt
den Konsolenschlitten 13 gegenüber der Konsole 2 frei.