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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für
eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs.
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Die
DE 10 2004 027 167
A1 offenbart eine Anbindung für ein Bauteil an
einem Trägerkörper, insbesondere für
eine Konsole zur Halterung einer längs- und höhenverstellbaren
Lenksäule eines Fahrzeugs, bei der das Bauteil in wenigstens
drei Anbindungspunkten gegenüber dem Trägerkörper
festgelegt ist. Eine verspannungsfreie Anbindung mit verbessertem
Schwingungsverhalten ist möglich, wenn zumindest ein vierter
Anbindungspunkt vorgesehen ist, in dem das Bauteil über
ein Befestigungselement mittelbar an dem Trägerkörper
fixierbar ist. Weiterhin wird ein Befestigungselement für
die Anbindung eines Bauteils an einem Trägerkörper
vorgeschlagen.
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Eine
andere Befestigungseinrichtung für eine Lenksäule
eines Kraftfahrzeugs ist aus der
DE 103 52 224 A1 bekannt. Bei dieser Befestigungseinrichtung
wird eine Konsole, an der die Lenksäule schwenkbar eingelagert
ist, an einem Querträger eines Cockpits eines Kraftfahrzeugs
befestigt. Dabei ist die fahrzeugseitige Anbindung der Konsole konstruktiv
einfach und gewährleistet gleichzeitig eine möglichst
schwingungsfreie Lenksäulenlagerung. Zu diesem Zweck ist
die vorgenannte Konsole zusätzlich an der vorderen, den
Motor von dem Fahrgastraum trennenden Stirnwand der Fahrzeugkarosserie angebunden.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit dem Problem,
für eine Befestigungseinrichtung der Eingangs genannten
Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine Gewichtsreduktion auszeichnet.
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Die
Erfindung löst dieses Problem durch den Gegenstand des
unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Lenksäule
zum einen über eine Lenksäulenkonsole und zum
anderen direkt mit einer Querträgerkonsole zu verbinden,
die an einem Querträger eines Cockpits eines Kraftfahrzeuges
befestigbar ist. Die Lenksäule weist dabei einen (zweiten)
Lagerbereich auf, der mit einem (ersten) Lagerbereich der Querträgerkonsole
zusammenwirkt, so dass die Lenksäule zur Höhenverstellung
um eine Schwenkachse, die die beiden Lagerbereiche durchsetzt, schwenkbar
ist. Die Lenksäulenkonsole ist wiederum fest mit der Querträgerkonsole
verbunden und haltert die Lenksäule verstellbar. Diese
Bauart stellt eine Gewichtsreduzierung gegenüber einer
Konstruktionsweise dar, bei der der erste Lagerbereich nicht an der
Querträgerkonsole, sondern an der Lenksäulenkonsole
ausgebildet ist. Durch das konstruktive Verschieben des ersten Lagerbereichs
von der Lenksäulenkonsole zur Querträgerkonsole
lässt sich die Lenksäulenkonsole aufgrund des
Wegfallens des ersten Lagebereichs nahezu halbieren, was zu einer deutlichen
Gewichtsreduktion und zu einer Leichtbauweise der Befestigungseinrichtung
führt.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die Querträgerkonsole
mit dem Querträger durch komplementäre Ausbildung
von Anbindungsbereichen der Querträgerkonsole und des Querträgers
verdrehsicher miteinander verbindbar. Dabei ist der Querträger
an einer mit der Konsole gemeinsamen Anbindungsstelle nicht rotationssymmetrisch
ausgeformt. Dies führt gleichzeitig zu einer signifikanten
Erhöhung der Stabilität und der Verdrehsicherheit
einer Anbindung der Querträgerkonsole am Querträger. Die
Querträgerkonsole ist in dem Anbindungsbereich wiederum
so ausgeformt, dass sie durch einfaches Einhängen in den
Anbindungsbereich des Querträgers fixiert wird, da der
Anbindungsbereich der Querträgerkonsole nicht rotationssymmetrisch,
jedoch komplementär zum Anbindungsbereich des Querträgers
ausgeformt ist und eine Verdrehung dieser beiden Komponenten nun
nicht mehr möglich ist. Wird nun an der offenen Stelle
des Anbindungsbereichs der Querträgerkonsole mit einer
Lenksäulenkonsole konternd verschraubt, so dass die Querträgerkonsole und
die Lenksäulenkonsole den Querträger umschließen,
ist die Querträgerkonsole konstruktiv einfach und mit sehr
geringem Montageaufwand an dem Querträger stabil und verdrehsicher
befestigt. Dies führt zu einer Vereinfachung und Geschwindigkeitserhöhung
der Montageprozesse im Fahrzeugbau, da die Querträgerkonsole
zur Befestigung am Querträger nicht mehr separat gehalten
werden muss. Des Weiteren kann durch diese Befestigungsmethode Befestigungsmaterial
(Schrauben, Nieten, Bolzen) eingespart werden und die Bauteile können
in Leichtbauweise hergestellt werden, da eine umgreifende Befestigung
geringere Anforderung an die Materialfestigkeit stellt, als eine
Verschraubung durch Bohrungen in der Querträgerkonsole
hindurch. Dies führt ebenfalls zu einer signifikanten Gewichtsreduktion.
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Wird
in einer zweckmäßigen Ausgestaltung die Lenksäulenkonsole
zusammen mit einer Lenksäulenkonsole und einer Lenksäule
als vorgefertigtes Montagekit ausgebildet, lässt sich die
Montage weiterhin vereinfachen und erleichtern. In diesem Fall kann
das Montagekit auch eine Aufnahme- und Führungseinrichtung
mit einem Arretierungsmechanismus zur Höhenverstellung
der Lenksäule vormontiert enthalten.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen
Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine
Querträgerkonsole mit einem ersten Lagerbereich,
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2 eine
Lenksäule mit einem zweiten Lagerbereich und einer vormontierten
Lenksäulenkonsole,
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3 eine
Befestigungseinrichtung umfassend die Querträgerkonsole,
die Lenksäule und die Lenksäulenkonsole in vormontiertem
Zustand,
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4 die
verschalte Querträgerkonsole mit der Lenksäule
und der Lenksäulenkonsole in vormontierten Zustand,
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5 einen
Y-Z-Schnitt durch einen Lagerbereich einer ersten Ausführungsform
der Befestigungseinrichtung,
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6 einen
Y-Z-Schnitt durch den Lagerbereich einer zweiten Ausführungsform
der Befestigungseinrichtung,
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7 einen
Y-Z-Schnitt durch den Lagerbereich einer dritten Ausführungsform
der Befestigungseinrichtung,
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8 einen
Y-Z-Schnitt durch den Lagerbereich einer vierten Ausführungsform
der Befestigungseinrichtung,
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9 einen
Y-Z-Schnitt durch den Lagerbereich einer fünften Ausführungsform
der Befestigungseinrichtung,
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10 einen
an einer Lenksäule montierten, drehbaren Zweiflach und
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11 die
Lenksäule mit dem Zweiflach im montierten Zustand mit der
Querträgerkonsole.
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Entsprechend 1 umfasst
eine bevorzugte Querträgerkonsole 1 einen Korpus 2,
zwei Befestigungsdurchführungen 3, 3',
einen ersten Lagerbereich 4 mit zwei Lagerbacken 5, 5' und
einen Anbindungsbereich 6 zum Aufsetzen der Querträgerkonsole 1 auf
einen Querträger eines Cockpits, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Gemäß 2 weist
die Lenksäulenkonsole 7 zwei Bohrungen 8, 8' zur
Befestigung der Querträgerkonsole 1 an der Lenksäulenkonsole 7,
eine Oberseite 9 und eine innere vertikale Spannlamelle 10 sowie
eine äußere vertikale Spannlamelle 11 auf. Beide
vertikalen Spannlamellen 10, 11 sind mit einem vertikalen
Verstellschlitz ausgebildet, von dem der äußere
vertikale Verstellschlitz 12 der äußeren
vertikalen Spannlamelle 11 sichtbar ist. In dem Zwischenraum
zwischen äußerer Spannlamelle 11 und
innerer Spannlamelle 10 ist eine Konterhalterung 13,
die einen horizontalen Verstellschlitz 14 und zwei Bohrungen 15, 15' zur
Durchführung zweier Bolzen 16, 16' eines
Crash-Schlittens 17 aufweist, horizontal beweglich gelagert.
Die vertikalen Verstellschlitze 12 der vertikalen Spannlamellen 10, 11 ermöglichen
ein vertikales Schwenken der am der Lenksäulenkonsole 7 verstellbar
gehalterten Lenksäule 18. Der horizontale Verstellschlitz 14 ermöglicht
ein Ausweichen des Crash-Schlittens 17 im Falle eines Auffahrunfalls.
Durch die horizontalen und vertikalen, miteinander kommunizierenden
Verstellschlitze 12, 14 ist eine Höhenverstellung
bei gleichzeitiger Ausweichmöglichkeit des Crash-Schlittens 17 ermöglicht.
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Die
Lenksäule 18 umfasst einen Korpus 19, einen
Verstellschlitz 20 zur Lenkung des Crash-Schlittens 17,
einen zweiten Lagerbereich 21 mit zwei Halterungsbacken 22, 22'.
Während die Konterhalterung 13 mit ihrem Verstellschlitz 14 und der
Verstellschlitz 20 der Lenksäule 18 als
eine erste horizontale Aufnahme- und Führungseinrichtung
das Ausweichen des Crash-Schlittens 17 im Falle eines Auffahrunfalls
ermöglichen, bilden die Spannlamellen 10, 11 mit
ihren Verstellschlitzen 12 der Lenksäulenkonsole 7 eine
zweite, vertikale Aufnahme- und Führungseinrichtung zur
Höhenverstellung der Lenksäule 18 aus.
Beide Aufnahme- und Führungseinrichtungen sind über
einen nicht gezeigten Bolzen miteinander gekoppelt.
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In 3 sind
Querträgerkonsole 1, Lenksäulenkonsole 7 und
Lenksäule 18 in montiertem Zustand dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel kommt der erste Lagerbereich 4 der
Querträgerkonsole 1 mit dem zweiten Lagerbereich 21 der
Lenksäule 18 zur Deckung und die Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 umgreifen
die Lagerbacken 22, 22' der Lenksäule 18.
Dabei ist die Lenksäule 18 um eine die beiden
Lagerbereiche 4, 21 durchsetzende Schwenkachse
schwenkbar. Im montierten Zustand dieser Anordnung kommen die Durchführungsöffnungen 23, 23' der
Lagerbacken 5, 5' und die Durchführungsöffnungen 24, 24' der
Lagerbacken 22, 22' ebenfalls zur Deckung. Die
Querträgerkonsole 1 ist mit der Lenksäulenkonsole 7 durch
die Befestigungsdurchführungen 3, 3' der
Querträgerkonsole 1 in den Bohrungen 8, 8' der
Lenksäulenkonsole 7 mittels nicht gezeigten Befestigungselementen
verbunden. Wird die Querträgerkonsole 1 mit der
Lenksäulenkonsole 7 in oben beschriebener Art
und Weise verbunden, so wird der Anbindungsbereich 6 der
Querträgerkonsole 1 an seiner Öffnung
durch die Oberseite 9 der Lenksäulenkonsole 7 geschlossen
und es entsteht ein Anbindungsraum 25 dessen Innenquerschnitt
komplementär zum Außenquerschnitt des Querträgers
ausgeformt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß 3 sind
der Anbindungsraum 25 und der nicht dargestellte Querträger so
ausgeformt, dass eine Verdrehung von Querträgerkonsole 1 zu
Querträger nicht möglich ist.
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Bevorzugt
sind die Lenksäule 18 und die Lenksäulenkonsole 7 mit
der Konterhalterung 13 zu einem Montagekit zusammengebaut.
In diesem Fall ist die Befestigung der Lenksäule 18 am
Querträger des Cockpits eines Fahrzeugs besonders einfach. Zur
Befestigung wird die Querträgerkonsole 1, deren Anbindungsbereich 6 verdrehsicher
zum Querträger ausgeformt ist, an der Anbindungsstelle
mit dem Anbindungsbereich 6 an dem Querträger
eingehängt, das Montagekit nach obiger Ausführung
von unten an die Querträgerkonsole 1 herangeführt,
so dass die Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 mit
den Lagerbacken 22, 22' der Lenksäulen 18 ineinander greifen
und die Befestigungsdurchführungen 3, 3' der Querträgerkonsole 1 mit
den Bohrungen 8, 8' der Lenksäulenkonsole 7 zur
Deckung kommen. Nun ist nur noch die Querträgerkonsole 1 an
der Lenksäulenkonsole 7 mit Befestigungselementen
durch die Befestigungsdurchführungen 3, 3' in
die Bohrungen 8, 8' zu fixieren und die Querträgerkonsole 1 mit
der Lenksäule 18 über die Lagerbacken 5, 5' und
die Lagerbacken 22, 22' mittels einer Fügeeinrichtung
zu verbinden. Dadurch ist die Montage der Lenksäule 18 an
den Querträger des Cockpits eines Kraftfahrzeugs wesentlich
erleichtert, die Montageprozesse sind nachhaltig vereinfacht und
die Montagezeit verkürzt. Des Weiteren spart man durch
diese Art der Befestigung Befestigungselemente ein, das Gewicht
wird reduziert und die Lenksäule ist mit dem Querträger stabiler
verbunden, da die komplementäre Ausformung von Querträger
und Anbindungsbereich 6 der Querträgerkonsole 1 im
Wesentlichen die Verdrehsicherheit gewährleisten. Dies
ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Befestigung
der Querträgerkonsole 1 durch Befestigungselemente
wie Schrauben, Nieten oder Schweißbolzen direkt am Querträger.
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Ein
weiterer Vorteil ist die Verkürzung der Lenksäulenkonsole 7 z.
B. um die Hälfte gegenüber einer Ausführungsform,
bei der die Querträgerkonsole 1 an vier Punkten
mit der Lenksäulenkonsole 7 verbunden ist und
die Lenksäulenkonsole 7 mit einem Lagerbereich,
analog dem ersten Lagerbereich 4 der Querträgerkonsole 1,
ausgestattet ist, während die Querträgerkonsole 1 diesen
ersten Lagerbereich 4 nicht mehr aufweist. Da in der bevorzugten
Ausführungsform der erste Lagebereich 4 konstruktiv
von der Lenksäulenkonsole 7 zur Querträgerkonsole 1 verschoben
worden ist, kann die Lenksäulenkonsole 7 zumindest
um diesen Lagerbereich verkürzt werden, wodurch auch die
zwei in diesem Lagerbereich angeordneten Befestigungen der Lenksäulenkonsole 7 an
die Querträgekonsole 1 wegfallen. Dadurch ergibt
sich eine weitere Gewichtsreduktion.
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Die 4 dient
zur Verdeutlichung der Lage des Y-Z-Schnittes 25 durch
die Befestigungseinrichtung 27 mit verschalter Querträgerkonsole 1 durch die
Lagerbereiche 4, 21. Die 5 bis 9 zeigen jeweils
eine Aufsicht auf einen solchen Y-Z-Schnitt wie oben beschrieben.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform der Fügeeinrichtung,
umfassend zwei Nietbuchsen 28, 28', ist in 5 dargestellt.
Dabei verbinden zwei Nietbuchsen 28, 28' die Lagerbacken 5, 5' der
Querträgerkonsole 1 mit den Lagerbacken 22, 22' der
Lenksäule 18 und sind durch die Durchführungsöffnungen 23, 23' der
Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 und die
Durchgangsöffnungen 24, 24' der Lagerbacken 22, 22' der
Lenksäule 18 durchgeführt, so dass die Lenksäule 18 schwenkbar
zur Querträgerkonsole 1 gelagert ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der in 6 offenbarten
Fügeeinrichtung umfasst zwei Einpressmuttern 29, 29',
die in die Durchgangsöffnungen 24, 24' der
Lagerbacken 22, 22' der Lenksäule 18 eingepresst
sind, zwei Lagerbuchsen 30, 30' mit Doppelkonus,
die in die Durchgangsöffnungen 23', 23 der
Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 eingepresst
sind, zwei Schrauben 31, 31' mit Doppelkonus,
die zusammen mit den Einpressmuttern 29, 29' die
Lagerbacken 5, 5', 22, 22' miteinander
verbinden, so dass auch in diesem Fall die Lenksäule 18 zur
Querträgerkonsole 1 schwenkbar gelagert ist. Zwischenräume 32, 32' zwischen
den Lagerbacken 5, 5', 22 ,22' verhindern
ein Reiben der Lagerbacken 5, 5' 22, 22' aneinander.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform der Fügeeinrichtung,
wie in 7 ausgeführt, umfasst zwei Lagerbuchsen 33, 33' mit
Konus, die in die Durchgangsöffnungen 24, 24' der
Lagerbacken 22, 22' der Lenksäule 18 eingepresst
sind und Fixierstifte 34, 34', die durch die Durchgangsöffnungen 23, 23', 24, 24' durchgesteckt
sind und die Lagerbacken 5, 5' 22, 22' miteinander
verbinden. Um ein Herausfallen der Fixierstifte 34, 34' zu
verhindern wird eine die Querträgerkonsole 1 umgebende
Feder 35 in eine ringförmige Aussparung 36, 36' der
Fixierstifte 34, 34' eingeführt. Damit
die Feder 35 nicht nach vorne wegschwenken kann, wird sie
durch eine als Haken ausgeformte, Arretierungsvorrichtung 37 daran
gehindert.
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Die
in 8 gezeigte zweckmäßige Fügeeinrichtung
umfasst zwei Einpressmuttern 39, 39', die in die
Durchgangsöffnungen 24, 24' der Lagerbacken 22, 22' der
Lenksäule 18 eingepresst sind, zwei Lagerbuchsen 40, 40',
die in die Durchgangsöffnungen 23, 23' der
Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 eingepresst
sind und die zwei konusgeformte Lagerstellen 41, 41' gemäß 8 aufweisen,
sowie zwei Schrauben 42, 42', die mit den Einpressmuttern 39, 39' verschraubt
die Lenksäule 18 und die Querträgerkonsole 1 schwenkbar
lagern. Alternativ zu den konusgeformten Lagerstellen 41, 41' der
Lagerbuchsen 40, 40' können die Einpressmuttern 39, 39' mit analog
ausgeformten Konusflächen ausgeformt sein. In dieser Ausführungsform
verbleiben zwischen den Lagerbacken 5, 5' der
Querträgerkonsole 1 und den Lagerbacken 22, 22' der
Lenksäulenkonsole Zwischenräume 43, 43'.
Durch diese Zwischenräume 43, 43' ist
eine Reibung der Lagerbacken 22, 22' der Lenksäule 18 an
den Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 ausgeschlossen.
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Gemäß 9 umfasst
eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Fügeeinrichtung
zwei Lagerbuchsen 44, 44' mit Doppelkonus, zwei
Schweißgewindebolzen 45, 45' mit Konus
und zwei Muttern 46, 46'. Die Schweißgewindebolzen 45, 45' sind
an den Lagerbacken 22, 22' der Lenksäule 18 befestigt und
können durch die Aussparungen 47, 47' an
den Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 direkt
in die Durchgangsöffnungen 23, 23' der
Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 eingeführt
werden und mittels der Lagerbuchsen 44, 44' und
der Muttern 46, 46' in der Durchgangsöffnung
verschwenkbar fixiert werden. Zwischenräume 48, 48' zwischen
den Lagerbacken 5, 5', 22, 22' verhindern
auch bei dieser Ausführungsform eine Reiben der Lagerbacken 5, 5' 22, 22' aneinander.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Lenksäule mit zwei Zweiflachbolzen 49, 49'.
Diese Zweiflachbolzen 49, 49' lassen sich, wie
in 11 dargestellt, durch Aussparungen 49, 49' der
Lagerbacken 5, 5' der Querträgerkonsole 1 in
die Durchgangsöffnung 23, 23' der Lagerbacken 5, 5' in
die Querträgerkonsole 1 einführen, da
die Zweiflachbolzen 49, 49' an zwei gegenüberliegenden
Stellen abgeflacht sind und mit ihrer dünnsten Stelle somit durch
die Aussparungen 50, 50' passen. Wird die Lenksäule 18 mit
den Zweiflachbolzen 49, 49' nun verdreht, so passen
die Zweiflachbolzen 49, 49' nicht mehr durch die
Aussparungen 50, 50'. Dies soll eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform der Fügeeinrichtung verdeutlichen.
Die Querträgerkonsole 1 ist bezüglich
der vorteilhaften Ausführungsform analog 11 ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004027167
A1 [0002]
- - DE 10352224 A1 [0003]