DE102008062706B3 - Lenksäule für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem Halteteil, das an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigbar ist, und einem gegenüber dem Halteteil verstellbaren Stellteil, das einen Abschnitt der Lenkspindel drehbar lagert, der an ein lenkradseitiges Ende der Lenkspindel anschließt, welches bei der Verstellung des Stellteils gegenüber dem Halteteil zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition über einen Stellweg verstellbar ist, wobei über zumindest einen Teil des Stellweges gekoppelt eine Verstellung des lenkradseitigen Endes in eine Richtung einer Längenverstellung der Lenksäule und in eine Richtung einer Höhen- bzw. Neigungsverstellung der Lenksäule erfolgt und am Stellteil oder am Halteteil ein vorderer Führungsbolzen gehalten ist, der in mindestens ein im anderen dieser beiden Teile vorgesehenes vorderes Langloch eingreift.
- Verstellbare Lenksäulen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Die Verstellbarkeit der Lenksäule, um die Position des Lenkrades zu verstellen, stellt eine Komfortfunktion für den Fahrer dar.
- Neben nur längsverstellbaren Lenksäulen und nur neigungs- bzw. höhenverstellbaren Lenksäulen sind auch sowohl längs- als auch höhen- bzw. neigungsverstellbare Lenksäulen bekannt.
- Sowohl in der Länge als auch in der Neigung bzw. Höhe verstellbare Lenksäulen geht beispielsweise aus der
EP 1 364 856 A1 hervor. Ein Spannbolzen einer Feststelleinrichtung, mit der die eingestellte Position der Lenksäule arretierbar ist, durchsetzt sich kreuzende Langlöcher in einem chassisfesten Halteteil und in einem zur Einstellung der Position der Lenksäule demgegenüber verstellbaren Stellteil, welches einen Abschnitt der Lenkspindel drehbar lagert. Bei der Verstellung der Neigung bzw. Höhe wird der Spannbolzen in diese Richtung sich erstreckenden Langlöchern verschoben, wobei sich das Stellteil um einen Achsbolzen verschwenkt, der weiter vom lenkradseitigen Ende der Lenkspindel entfernt ist als der Spannbolzen. Um eine Längsverstellung der Lenkspindel zu ermöglichen, ist der chassisfeste Achsbolzen in Langlöchern des Stellteils verschiebbar geführt, die sich parallel zur Achse der Lenkspindel erstrecken und parallel zu den vom Spannbolzen durchsetzten und zur Längs verstellung dienenden Langlöchern im Stellteil liegen. Die Einstellung der Länge und der Neigung bzw. Höhe kann hier unabhängig voneinander erfolgen. - Eine ähnliche Konstruktion geht auch aus der
US 6,189,405 B1 hervor, wobei hier der weiter vom lenkradseitigen Ende entfernt liegende Bolzen sowohl in parallel zur Längsachse der Lenkspindel liegenden Langlöchern des Stellteils als auch in rechtwinkelig hierzu sich erstreckenden Langlöchern im chassisfesten Halteteil verschiebbar geführt ist. Dieser Bolzen stellt einen Spannbolzen einer weiteren Feststelleinrichtung dar, die mit der Feststelleinrichtung gekoppelt ist, von der der weiter lenkradseitig liegende Spannbolzen ein Teil ist. Es ergeben sich durch diese, allerdings recht aufwendige Konstruktion, zusätzliche Verstellmöglichkeiten des Lenkrads. - Aus der
EP 0 671 308 B1 undEP 0 440 698 B1 gehen weiters sogenannte „head tilt” – Lenksäulen hervor. Der Achsbolzen, um den die Schwenkachse der Höhen- bzw. Neigungsverstellung erfolgt, liegt hier näher beim lenkradseitigen Ende als der Spannbolzen, wodurch sich ein großer Stellbereich für die Höhen- bzw. Neigungsverstellung ergibt. Dadurch kann das Lenkrad beim Ein- und Aussteigen nach oben weggeschwenkt werden. Die Ebene, in der das Lenkrad liegt, ändert sich hier bei der Höhen- bzw. Neigungsverstellung aufgrund der Nähe der Schwenkachse zum Lenkrad stark. - Eine ähnliche Lenksäule geht auch aus der
EP 121 506 B1 - Eine Lenksäule der eingangs genannten Art geht aus der
DE 10 2004 011 657 A1 hervor. Die Längsverstellung und die Höhen- bzw. Neigungsverstellung erfolgen gekoppelt. Zu diesem Zweck greift ein am Stellteil angebrachter Führungsbolzen in ein im Halteteil vorgesehenes gekrümmt verlaufendes Langloch ein. Die Neigungs- bzw. Höhenverstellung erfolgt um einen Achsbolzen, über den eine Lagerhülse verschwenkbar gegenüber dem Halteteil gelagert ist. Die Lagerhülse lagert ihrerseits die Lenkspindel in einem Bereich, der weiter vom lenkradseitigen Ende als der vom Stellteil gelagerte Bereich entfernt ist. - Aufgabe der Erfindung ist es eine einfach ausgebildete Lenksäule der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der erweiterte Möglichkeiten für die Vorgabe der möglichen Einstell positionen der Lenksäule geschaffen sind. Erfindungsgemäß gelingt dies durch eine Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Bei der Lenksäule der Erfindung ist am Stellteil oder am Halteteil ein hinterer Führungsbolzen gehalten, der einen größeren Abstand als der vordere Führungsbolzen vom lenkradseitigen Ende der Lenkspindel aufweist und der in mindestens ein hinteres Langloch eingreift, das im Halteteil bzw. Stellteil vorgesehen ist. Der Verlauf des hinteren Langlochs unterscheidet sich zumindest über einen Abschnitt seiner Erstreckung vom entsprechenden Verlauf des mindestens einen vorderen Langlochs, wobei die Verläufe sich in der Krümmung und/oder in der Richtung ihrer Erstreckungen unterscheiden.
- Durch die Führung der Führungsbolzen in den Langlöchern ergibt sich ein einziger (eindeutiger) Stellweg, wobei jede Position auf dem Stellweg einer eindeutigen Position des Stellteils bzw. des lenkradseitigen Endes der Lenkspindel entspricht. Die Verstellung erfolgt hierbei nicht nur entweder in Richtung der Längenverstellung oder in Richtung der Neigungs- bzw. Höhenverstellung sondern zumindest über einen Teil des Stellwegs gekoppelt (gleichzeitig) sowohl in Richtung der Längenverstellung als auch der Neigungs- bzw. Höhenverstellung.
- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden hierbei durch eine entsprechende Ausbildung der Verläufe der Langlöcher erweiterten Möglichkeiten für eine gewünschte Einstellcharakteristik über den Verstellweg geschaffen. Insbesondere kann sich über einen Teil des Verstellweges oder über den gesamten Verstellweg das lenkradseitige Ende der Lenkspindel gleichzeitig in die Richtung der Längenverstellung der Lenksäule und um eine virtuelle Drehachse bewegen, die einen größeren Abstand vom lenkradseitigen Ende der Lenkspindel als der hintere Führungsbolzen aufweist. Hierbei ist es bevorzugt, die virtuelle Drehachse in den Bereich zu legen, in welchem sich das Kardangelenk befindet, welches den an das lenkradseitige Ende anschließenden Abschnitt der Lenkspindel mit einem weiteren Abschnitt der Lenkspindel verbindet. Dieses Kardangelenk bleibt somit bei der Verstellung der Lenksäule im Wesentlichen an der gleichen Position. Lagerungselemente für die Lenkspindel im Bereich des Kardangelenks sind hierbei nicht erforderlich.
- Durch einen relativ großen Abstand der virtuellen Drehachse vom lenkradseitigen Ende kann auch eine geringe Änderung der Ebene des Lenkrades bei seiner Höhenverstellung erreicht werden.
- Denkbar und möglich ist es auch, dass sich die Lage der virtuellen Drehachse über den Stellweg verändert.
- Vorzugsweise unterscheidet sich der Verlauf des mindestens einen hinteren Langlochs vom Verlauf des mindestens einen vorderen Langlochs über zumindest ein Drittel des Verstellwegs, also zumindest über ein Drittel der über den Verstellweg von den Führungsbolzen durchlaufenden Abschnitte dieser Langlöcher.
- Vorteilhafterweise ist zumindest ein Abschnitt des mindestens einen vorderen Langlochs, der sich vorzugsweise über mindestens ein Drittel der Ausdehnung des vorderen Langlochs erstreckt, über die der Führungsbolzen über den Stellweg verschoben wird, gebogen ausgebildet und/oder in eine Richtung erstreckt, die sowohl gegenüber der Richtung der Längsverstellung als auch gegenüber der Richtung der Höhen- bzw. Neigungsverstellung geneigt ist.
- Vorteilhafterweise ist zumindest ein Abschnitt des mindestens einen hinteren Langlochs, der sich vorzugsweise über mindestens ein Drittel der Ausdehnung des hinteren Langlochs erstreckt, über die der Führungsbolzen über den Stellweg verschoben wird, gebogen ausgebildet und/oder in eine Richtung erstreckt, die sowohl gegenüber der Richtung der Längsverstellung als auch gegenüber der Richtung der Höhen- bzw. Neigungsverstellung geneigt ist.
- Die eingestellte Position der Lenksäule kann mittels einer Feststelleinrichtung fixiert werden, wobei die Feststellung in herkömmlicher Weise durch reibschlüssig und/oder formschlüssig zusammenwirkende Elemente erfolgen kann. Vorzugsweise besitzt das Halteteil mindestens eine neben dem Stellteil sich erstreckende Seitenwange, die im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung an eine Seitenwand des Stellteils angedrückt ist. Die Langlöcher können hierbei günstigerweise in einem der beiden aneinander angedrückten Teile angeordnet sein, besonders bevorzugt in der Seitenwange.
- Neben einer Ausbildung, bei der das Halteteil nur einseitig des Stellteils eine das Stellteil tragende Seitenwange aufweist, ist auch eine Ausbildung denkbar und möglich, bei der das Halteteil beidseitig des Stellteils liegende Seitenwangen aufweist, die im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung beidseitig an das Stellteil angedrückt sind. Im letzteren Fall könnten beispielsweise vom Stellteil gehaltene vordere und hintere Führungsbolzen vorgesehen sein, von denen aus dem Stellteil beidseitig vorstehende Abschnitte jeweils in einem Langloch der jeweiligen Seitenwange geführt sind. Anstelle von durchgehenden vorderen und hinteren Führungsbolzen könnten auch beidseitig am Stellteil und/oder an der jeweiligen Seitenwange jeweils ein vorderer und beidseitig am Stellteil und/oder beidseitig an der jeweiligen Seitenwange jeweils ein hinterer Führungsbolzen angebracht sein, der in das jeweilige Langloch der Seitenwange und/oder des Stellteils ragt. Auch eine Kombination dieser Ausbildungen, z. B. ein durchgehender vorderer Führungsbolzen und separate hintere Führungsbolzen oder umgekehrt ist denkbar und möglich.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auf dem vorderen Führungsbolzen mindestens ein Feststellelement der Feststelleinrichtung angeordnet. Dieses wirkt im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung mit einem Gegenfeststellelement zusammen, welches sowohl in Richtung der Längsverstellung als auch in Richtung der Höhen- bzw. Neigungsverstellung unverschiebbar gegenüber dem Halteteil ist, vorzugsweise ein Teil des Halteteils darstellt. Vorzugsweise wird das Feststellelement beim Öffnen und Schließen der Feststelleinrichtung in Richtung der Längsachse des vorderen Führungsbolzens verstellt, um außer Eingriff und in Eingriff mit dem Gegenfeststellteil zu gelangen. Beispielsweise kann zu diesem Zweck eine Nockenscheibe vorgesehen sein, die mit einer Kulissenscheibe zusammenwirkt, wobei eine der Scheiben beim Öffnen und Schließen der Feststelleinrichtung verdreht wird.
- Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass anschließend an dasjenige Ende des Stellweges, an dem die Lenkspindel ihre geringste Länge aufweist, ein Crashweg anschließt, über den der vordere und der hintere Führungsbolzen in Crashabschnitten der vorderen und hinteren Langlöcher verschiebbar sind. Diese Crashabschnitte der Langlöcher schließen also an Stellabschnitte der Langlöcher an, über welche die Führungsbolzen über den Stellweg verschiebbar sind.
- Günstigerweise wirkt hierbei zumindest über einen Teil des Crashweges ein Energieabsorptionsmechanismus, durch welchen Energie dissipiert wird, abgesehen von der Energie, die durch Überwindung der Haltekräfte der Feststelleinrichtung dissipiert wird. Dieser Energieabsorptionsmechanismus kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Verschiebung des vorderen Führungsbolzens über den Crashabschnitt des mindestens einen vorderen Langlochs und/oder die Verschiebung des hinteren Führungsbolzens über den Crashabschnitt des mindestens einen hinteren Langlochs unter Energieaufzehrung erfolgt, z. B. durch eine Aufweitung des Langlochs durch den Führungsbolzen. Auch andere Energieabsorptionsmechanismen sind denkbar und möglich, beispielsweise indem am Ende des Stellweges das Stellteil oder ein hiermit verbundenes Teil mit einem am Halteteil oder einem hiermit verbundenen Teil gehaltenen Energieabsorptionselement in Eingriff gelangt, beispielsweise einem Biegestreifen oder einem Aufreißstreifen.
- Vorzugsweise liegt zwischen dem Stellabschnitt und dem Crashabschnitt des mindestens einen vorderen und/oder des mindestens einen hinteren Langlochs ein Anschlagelement, welches im Normalbetrieb den Stellweg begrenzt und welches im Crashfall verformbar ist, um den Crashweg freizugeben.
- Ein Crashfall liegt vor, wenn auf das lenkradseitige Ende der Lenkspindel in axialer Richtung der Lenkspindel eine Kraft einwirkt, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert liegt vorzugsweise bei mindestens 500 N. Es ist bevorzugt, dass dieser Grenzwert bei maximal 10000 N, besonders bevorzugt bei maximal 5000 N liegt.
- Wenn im Rahmen dieser Schrift im Zusammenhang mit der Lenksäule von „vorne” und „hinten” die Rede ist, so ist dies auf die Sicht des Fahrers bezogen, ein weiter vorne liegendes Teil weist also einen geringeren Abstand vom in der vorgesehenen Fahrposition sich befindenden Kopf des Fahrers auf als ein weiter hinten liegendes.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine Schrägsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lenksäule am Ende des Stellweges, in der die Lenkspindel ihre größte Länge aufweist (= lang ausgezogene Stellung); -
2 eine Schrägsicht aus einem geänderten Blickwinkel in einer Zwischenstellung der Lenksäule, Teile der Lenksäule auseinandergezogen dargestellt (und der Betätigungshebel weggelassen); -
3 eine Seitenansicht der Lenksäule in der lang ausgezogenen Stellung; -
4 eine Seitenansicht der Lenksäule, wobei sich das Stellteil am Ende des Stellweges befindet, in der die Lenkspindel ihre kürzeste Länge aufweist (= maximal eingefahrene Stellung); -
5 und6 eine Seitenansicht und eine Schrägsicht der Lenksäule nach einem Fahrzeugcrash; -
7 eine Schrägsicht der Lenksäule von der gegenüberliegenden Seite; -
8 eine Schrägsicht entsprechend7 einer modifizierten Ausführungsform des Stellteils; -
9 einen vergrößerten Ausschnitt A von3 mit einer modifizierten Ausbildung des Anschlags am Ende des Stellwegs, an den der Crashweg anschließt; -
10 die Ausbildung von9 nach einem Fahrzeugcrash. - Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
1 bis7 dargestellt. Die Lenksäule umfasst ein an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges zu befestigendes Halteteil1 und ein im geöffneten Zustand einer Feststelleinrichtung gegenüber diesem verstellbares Stellteil2 . Das Stellteil2 (das hier auch als Manteleinheit oder Lagereinheit bezeichnet werden kann) lagert einen Abschnitt der Lenkspindel4 drehbar, welcher an ein lenkradseitiges Ende5 der Lenkspindel4 anschließt. Der vom Stellteil2 drehbar gelagerte Abschnitt der Lenkspindel4 umfasst zwei parallel zueinander gegeneinander teleskopierbare Teilabschnitte6 ,7 (der Verbindungsbereich dieser ist nur in der Ausführungsvariante von8 sichtbar), um die Längeneinstellung der Lenksäule zu ermöglichen. - Im geöffneten Zustand der Feststelleinrichtung
3 ist das Stellteil2 bzw. das lenkradseitige Ende5 der Lenkspindel4 über einen Stellweg verstellbar. Hierbei erfolgt eine kombinierte Verstellung der Lenkspindel4 bzw. des lenkradseitigen Endes5 der Lenkspindel4 in die Richtung8 der Längenverstellung und die Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung. Die Richtung8 der Längenverstellung liegt in jeder Verstellposition des Stellteils2 parallel zur Längsachse des an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 und die Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung liegt in einer jeweiligen Stellposition des Stellteils2 rechtwinkelig zur Längsachse des an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 . - Bei Personenkraftwagen stellt die Richtung
9 üblicherweise eine Höhenverstellung des Lenkrads dar. Bei Kraftfahrzeugen mit im Wesentlichen vertikal ausgerichteter Lenksäule würde die Richtung9 eine Verstellung der Lenksäule in Richtung zur Fahrzeugfront oder zum Fahrzeugheck darstellen, wobei die Längenverstellung hier die Höhe des Lenkrads verstellt. - Am Stellteil
2 sind ein vorderer Führungsbolzen10 und ein hinterer Führungsbolzen11 sowohl bezogen auf die Richtung8 der Längenverstellung also auch bezogen auf die Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung unverstellbar gehalten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungsbolzen10 ,11 starr mit dem Stellteil2 verbunden. Eine Verschiebbarkeit in Richtung ihrer Längsachsen ist denkbar und möglich. Der vordere Führungsbolzen10 ragt in ein im Halteteil1 ausgebildetes vorderes Langloch12 und der hintere Führungsbolzen ragt in ein im Halteteil1 ausgebildetes hinteres Langloch13 . - Die umgekehrte Anordnung, bei der die Langlöcher
12 ,13 im Stellteil2 ausgebildet sind und die Führungsbolzen10 ,11 am Halteteil1 gehalten sind, ist denkbar und möglich. - Durch die Führung der Führungsbolzen
10 ,11 in den Langlöchern12 ,13 ist das Stellteil2 bzw. das lenkradseitige Ende5 der Lenkspindel4 über den Stellweg geführt, und zwar zwischen einer ersten Endposition, in der die Lenkspindel4 ihre größte Länge aufweist, und einer zweiten Endposition, in der die Lenkspindel4 ihre kürzeste Länge aufweist. Es existiert hierbei nur ein einziger Stellweg, d. h. der Stellweg ist eindeutig, und jeder Punkt auf dem Stellweg entspricht einer eindeutigen Stellung des am lenkradseitigen Ende5 der Lenkspindel4 angebrachten Lenkrads (nicht dargestellt in den Figuren). - Im Ausführungsbeispiel befindet sich das lenkradseitige Ende
5 der Lenkspindel4 in der lang ausgezogenen Stellung in seiner tiefsten Position. Beim Einschieben in Richtung zur maximal eingefahrenen Stellung verschiebt sich das lenkradseitige Ende5 zusätzlich nach oben. Der Grundgedanke ist hier, dass eine große Person den Sitz weit hinten sowie in einer tiefen Verstellposition einstellt, während eine kleinere Person den Sitz weit vorne und höher einstellt. - Das vordere Langloch
12 besitzt im Ausführungsbeispiel anschließend an die erste Endposition des Stellweges einen zumindest annähernd geraden Abschnitt14 (eine allfällige Krümmung dieses Abschnitts14 beträgt weniger als 5°), an den ein gebogener Abschnitt15 anschließt mit diesem gebogenen Abschnitt15 endet der den Stellweg ermöglichende Stellabschnitt des vorderen Langlochs12 (ein daran anschließender Crashabschnitt16 wird weiter unten beschrieben). Das hintere Langloch13 besitzt anschließend an die erste Endposition des Stellwegs einen zumindest annähernd geraden Abschnitt17 (eine allfällige Krümmung dieses Abschnitts17 beträgt weniger als 5°), an den ein gebogener Abschnitt18 anschließt. Mit diesem gebogenen Abschnitt18 endet der den Stellweg ermöglichende Stellabschnitt des hinteren Langlochs13 (ein daran anschließender Crashabschnitt19 wird weiter unten beschrieben). Wenn sich der vordere Führungsbolzen10 im geraden Abschnitt14 des vorderen Langlochs12 befindet, befindet sich der hintere Führungsbolzen11 im geraden Abschnitt17 des hinteren Langlochs13 . Wenn sich der vordere Führungsbolzen10 im gebogenen Abschnitt15 des vorderen Langlochs12 befindet, so befindet sich der hintere Führungsbolzen11 im gebogenen Abschnitt18 des hinteren Langlochs13 . - Der gerade Abschnitt
14 des jeweiligen vorderen Langlochs12 steht für alle Positionen des Stellteils2 entlang des Stellwegs winkelig zur Richtung8 der Längsverstellung sowie zur Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung. Vorzugsweise beträgt sowohl der Winkel zur Richtung8 der Längenverstellung als auch der Winkel zur Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung für alle Positionen des Stellteils2 entlang des Stellwegs mindestens 10°. - Der gerade Abschnitt
14 des jeweiligen hinteren Langlochs13 steht für alle Positionen des Stellteils2 entlang des Stellwegs winkelig zur Richtung8 der Längsverstellung sowie zur Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung. Vorzugsweise beträgt sowohl der Winkel zur Richtung8 der Längenverstellung als auch der Winkel zur Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung für alle Positionen des Stellteils2 entlang des Stellwegs mindestens 10°. - Der Verlauf des hinteren Langlochs
13 unterscheidet sich über die Abschnitte17 ,18 vom entsprechenden Verlauf des vorderen Langlochs12 über die Abschnitte14 ,15 . Beim Vergleich der Verläufe der Langlöcher12 ,13 geht es um den Vergleich der jeweils gleichzeitig einerseits vom vorderen Führungsbolzen10 , andererseits vom hinteren Führungsbolzen13 durchlaufenen Punkte. Im Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hierbei die Richtung der Erstreckung des geraden Abschnitts17 des hinteren Langlochs13 von der Richtung der Erstreckung des geraden Abschnitts14 des vorderen Langlochs12 . Mit anderen Worten stehen die Abschnitte17 ,14 winkelig zueinander. Über den gebogenen Abschnitt18 kann das hintere Langloch13 zudem einen gegenüber dem gebogenen Abschnitt15 des vorderen Langlochs12 unterschiedlichen Krümmungsradius und – zumindest teilweise – eine unterschiedliche Richtung der Erstreckung aufweisen, d. h. die Tangenten der einander entsprechenden Teilabschnitte (= dort wo die Führungsbolzen10 ,11 gleichzeitig zu liegen kommen) stehen winkelig zueinander. - Die Längsachsen des vorderen und des hinteren Führungsbolzens
10 ,11 liegen parallel zueinander. Der hintere Führungsbolzen10 und das hintere Langloch13 weisen einen größeren Abstand vom lenkradseitigen Ende5 der Lenkspindel4 auf als der vordere Führungsbolzen10 und das vordere Langloch12 . - Die Längsachsen der Führungsbolzen
10 ,11 liegen rechtwinkelig zur Längsachse des an das lenkradseitige Ende anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 und rechtwinkelig zur Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung. - Vorzugsweise liegen die Längsachsen der Führungsbolzen
10 ,11 horizontal. - Bei der Verstellung des Stellteils
2 und des mit ihm verstellten lenkradseitigen Endes5 der Lenkspindel4 über den Stellweg erfolgt zumindest über einen Großteil des Stellweges (zumindest über die geraden Abschnitte14 ,17 ) gekoppelt (also gleichzeitig) eine Verstellung des Stellteils2 und des lenkradseitigen Endes5 in Richtung8 der Längenverstellung und in Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung. Die Verstellung in Richtung9 der Höhen- bzw. Neigungsverstellung entspricht einer Drehung des Stellteils2 und des lenkradseitigen Endes5 um eine parallel zu den Achsen der Führungsbolzen10 ,11 liegende virtuelle Drehachse, die sich im gezeigten Ausführungsbeispiel beim Kardangelenk20 befindet, welches den an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitt der Lenkspindel4 (der die teleskopierbaren Teilabschnitte6 ,7 umfasst) mit einem weiteren Abschnitt der Lenkspindel verbindet. - Falls gewünscht könnte die virtuelle Drehachse auch an einer anderen Stelle vorgesehen sein, wobei ein gegenüber dem hinteren Führungsbolzen
11 größerer Abstand der virtuellen Drehachse vom lenkradseitigen Ende5 bevorzugt ist. Die Lage der virtuellen Drehachse kann sich über den Stellweg auch mehr oder weniger verändern. - Das Halteteil
1 weist eine neben dem Stellteil2 sich erstreckende Seitenwange21 auf, die rechtwinkelig zu den Längsachsen der Führungsbolzen10 ,11 liegt und in der das vordere und hintere Langloch12 ,13 angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur einseitig des Stellteils2 eine solche Seitenwange21 vorhanden. Denkbar und möglich wäre es auch, dass das Halteteil1 zwei parallele Seitenwangen aufweist, die beidseitig des Stellteils2 liegen und jeweils vordere und hintere Führungsbolzen10 ,11 führende vordere und hintere Langlöcher12 ,13 aufweisen. Bevorzugt wäre hierbei eine in Längsrichtung der Führungsbolzen10 ,11 gesehen deckungsgleiche Lage sowohl der beiden vorderen Langlöcher als auch der beiden hinteren Langlöcher. - Im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung
3 ist die Seitenwange21 an das Stellteil2 angepresst. Im Falle einer Ausbildung mit beidseitig des Stellteils2 angeordneten Seitenwangen wären diese im geschlossenen Zustand vorzugsweise beidseitig an das Stellteil2 angepresst. - Die Feststelleinrichtung
3 besitzt ein auf dem vorderen Führungsbolzen10 in Richtung von dessen Längsachse verschiebbar angeordnetes Feststellelement22 . Im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung3 wirkt dieses mit einem Gegenfeststellelement des Halteteils1 zusammen, um einer Verstellung des Stellteils2 gegenüber dem Halteteil1 entgegenzuwirken. Dieses Gegenfeststellelement wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von einem dem vorderen Langloch12 benachbarten Bereich der äußeren Oberfläche23 der Seitenwange21 gebildet. Das Feststellelement22 und das Gegenfeststellelement wirken hierbei reibschlüssig zusammen. Ein weiterer Reibschluss wird zwischen der inneren Oberfläche24 der Seitenwange21 und der Seitenfläche25 des Stellteils2 gebildet, an die sie im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung3 angedrückt ist. - Anstelle von reibschlüssig zusammenwirkenden Elementen zur Feststellung des Stellteils
2 gegenüber dem Halteteil1 im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung3 könnten auch formschlüssig zusammenwirkende Elemente vorgesehen sein. Auch Kombinationen von reibschlüssig und formschlüssig zusammenwirkenden Elementen könnten vorgesehen sein. Zur Erhöhung der Anzahl der Reibflächen könnten nach Art einer Lamellenkupplung zusammenwirkende Lamellen vorgesehen sein, die zwischen dem Feststellelement22 und der Seitenwange21 angeordnet sind und von denen jede zweite mit dem Halteteil1 und die dazwischenliegenden mit dem Stellteil2 verbunden sind. Solche zusammenwirkenden Lamellenpakete sind bekannt. Das Halteteil1 und Stellteil2 müssten zu diesem Zweck entsprechend modifiziert ausgebildet werden. - Zum Öffnen und Schließen der Feststelleinrichtung
3 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Betätigungshebel26 , der auf dem vorderen Führungsbolzen10 drehbar angeordnet ist. Bei der Verdrehung des Betätigungshebels26 um die Achse des vorderen Führungsbolzens10 wird vom Betätigungshebel26 eine Nockenscheibe27 mitgenommen also verdreht, die mit Kulissenflächen28 zusammenwirken, die Steigungen aufweisen, um bei der Verdrehung der Nockenscheibe27 das Feststellelement22 in axialer Richtung des vorderen Führungsbolzens10 zu bewegen. Die Kulissenflächen28 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel am Feststellelement27 angeordnet, welches somit eine Kulissenscheibe bildet. Auch eine separate Kulissenscheibe könnte vorgesehen sein. - Andere Ausbildungen von Feststelleinrichtungen
3 sind denkbar und möglich. Grundsätzlich denkbar und möglich wäre es auch, die Feststelleinrichtung3 im Bereich des hinteren Führungsbolzens11 anzuordnen, wobei das Feststellelement22 auf dem hinteren Führungsbolzen11 in Richtung der Längsachse desselben verschiebbar angeordnet sein könnte und beim Öffnen und Schließen der Feststelleinrichtung in axialer Richtung des hinteren Führungsbolzens verschoben werden könnte. - Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Bewirkung einer Spielfreiheit im Bereich des hintere Führungsbolzens zwischen einer Mutter, die auf das das hintere Langloch
13 durchsetzende, mit einem Außengewinde versehene Ende des hinteren Führungsbolzens11 aufgeschraubt ist und der Seitenwange21 eine Federscheibe29 eingelegt. - Zur Befestigung des Halteteils
1 am Chassis des Kraftfahrzeugs dient ein Verbindungssteg30 , der winkelig, insbesondere rechtwinkelig zur Seitenwange21 steht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Erhöhung der Stabilität des Halteteils1 ein um den Umfang der Seitenwange21 umlaufender, umgebogener Steg vorhanden, dessen entlang der Oberseite der Seitenwange21 verlaufender Abschnitt den Verbindungssteg30 bildet. - Anschließend an dasjenige Ende des Stellwegs des Stellteils
2 bzw. lenkradseitigen Endes5 , an dem die Lenkspindel4 ihre geringste Länge aufweist, schließt ein Crashweg des Stellteils2 bzw. lenkradseitigen Endes5 der Lenkspindel4 an. Über diesen ist das Stellteil2 bzw. das lenkradseitige Ende5 im Falle eines Fahrzeugcrashes verschiebbar, wobei die Haltekraft der Feststelleinrichtung überwunden wird. Hierbei verschieben sich die Führungsbolzen10 ,11 über die Crashabschnitte16 ,19 der Langlöcher12 ,13 . Vorzugsweise erfolgt über den Crashweg eine Verschiebung des Stellteils2 bzw. lenkradseitigen Endes5 in Richtung8 der Längenverstellung. Die Crashabschnitte16 ,19 verlaufen somit parallel zur Längsachse des an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 (bezogen auf die Stellung des Stellteils2 bzw. dieses Abschnitts der Lenkspindel4 , den das Stellteil2 bzw. der Abschnitt der Lenkspindel4 über den Crashweg einnimmt). In modifizierten Ausführungsformen könnten auch Abweichungen der Längserstreckungen der Crashabschnitte16 ,19 gegenüber der parallelen Lage zur Längsachse des an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 vorgesehen sein, wobei diese Abweichungen vorzugsweise kleiner als 20° sind. - Damit die Führungsbolzen
10 ,11 in die Crashabschnitte16 ,19 gelangen, muss ein den Stellweg begrenzender Anschlag31 freigegeben bzw. überwunden werden, vorzugsweise durch Verformung. Im Ausführungsbeispiel gemäß den1 bis6 wird hierbei ein in das hintere Langloch13 ragender, den Anschlag31 bildender Lappen von hinteren Führungsbolzen11 umgebogen. - Die
9 und10 zeigen eine alternative Ausführungsform, bei der der Anschlag31' von einem verengten Abschnitt des hinteren Langlochs13 gebildet wird, der im Crashfall vom hinteren Führungsbolzen11 aufgeweitet wird. - Solche Anschläge
31 ,31' könnten stattdessen oder zusätzlich für das mindestens eine vordere Langloch12 vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen wäre es auch denkbar und möglich stattdessen oder zusätzlich einen oder mehrere, insbesondere verformbare, Anschläge zwischen dem Halteteil1 und Stellteil2 vorzusehen. - Günstigerweise ist vorgesehen, dass über den Crashweg oder einen Teil hiervon zusätzlich zur durch die Überwindung der Haltekraft der Feststelleinrichtung
3 dissipierten Energie mittels eines separaten Energieabsorptionsmechanismus Energie dissipiert wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine hintere Langloch13 und/oder das mindestens eine vordere Langloch12 im Crashabschnitt19 ,16 einen geringeren Durchmesser als der hintere bzw. vordere Führungsbolzen11 ,10 aufweist und bei der Verschiebung des Führungsbolzens11 ,10 über den Crashabschnitt19 ,16 aufgeweitet wird. -
8 zeigt eine modifizierte Ausbildung des Stellteils2' . Dieses ist hier nicht als geschlossene Manteleinheit sondern als offene Lagereinheit für die beiden endseitig angeordneten Lager zur drehbaren Lagerung des an das lenkradseitige Ende5 anschließenden Abschnitts der Lenkspindel4 ausgebildet. -
- 1
- Halteteil
- 2, 2'
- Stellteil
- 3
- Feststelleinrichtung
- 4
- Lenkspindel
- 5
- lenkradseitiges Ende
- 6
- Teilabschnitt
- 7
- Teilabschnitt
- 8
- Richtung der Längenverstellung
- 9
- Richtung der Höhen- bzw. Neigungsverstellung
- 10
- vorderer Führungsbolzen
- 11
- hinterer Führungsbolzen
- 12
- vorderes Langloch
- 13
- hinteres Langloch
- 14
- gerader Abschnitt
- 15
- gebogener Abschnitt
- 16
- Crashabschnitt
- 17
- gerader Abschnitt
- 18
- gebogener Abschnitt
- 19
- Crashabschnitt
- 20
- Kardangelenk
- 21
- Seitenwange
- 22
- Feststellelement
- 23
- äußere Oberfläche
- 24
- innere Oberfläche
- 25
- Seitenfläche
- 26
- Betätigungshebel
- 27
- Nockenscheibe
- 28
- Kulissenfläche
- 29
- Federscheibe
- 30
- Verbindungssteg
- 31, 31'
- Anschlag
Claims (15)
- Verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem Halteteil (
1 ), das an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigbar ist, und einem gegenüber dem Halteteil (1 ) verstellbaren Stellteil (2 ), das einen Abschnitt der Lenkspindel (4 ) drehbar lagert, der an ein lenkradseitiges Ende (5 ) der Lenkspindel (4 ) anschließt, welches bei der Verstellung des Stellteils (2 ) gegenüber dem Halteteil (1 ) zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition über einen Stellweg verstellbar ist, wobei über zumindest einen Teil des Stellweges gekoppelt eine Verstellung des lenkradseitigen Endes (5 ) in eine Richtung (8 ) einer Längenverstellung der Lenksäule und in eine Richtung (9 ) einer Höhen- bzw. Neigungsverstellung der Lenksäule erfolgt und am Stellteil (2 ) oder am Halteteil (1 ) ein vorderer Führungsbolzen (10 ) gehalten ist, der in mindestens ein im anderen dieser beiden Teile (1 ,2 ) vorgesehenes vorderes Langloch (12 ) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass weiters am Stellteil (2 ) oder am Halteteil (1 ) ein hinterer Führungsbolzen (11 ) gehalten ist, der einen größeren Abstand als der vordere Führungsbolzen (10 ) vom lenkradseitigen Ende (5 ) der Lenkspindel (4 ) aufweist und der in mindestens ein im anderen dieser beiden Teile (1 ,2 ) vorgesehenes hinteres Langloch (13 ) eingreift, dessen Verlauf sich bezogen auf seine Krümmung und/oder die Richtung seiner Erstreckung zumindest über einen Abschnitt seiner Erstreckung vom entsprechenden Verlauf des mindestens einen vorderen Langlochs (12 ) unterscheidet. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (
15 ) des mindestens einen vorderen Langlochs (12 ) gebogen ausgebildet ist und/oder sich zumindest ein Abschnitt (14 ) des mindestens einen vorderen Langlochs (12 ) in eine Richtung erstreckt, die sowohl gegenüber der Richtung (8 ) der Längenverstellung als auch gegenüber der Richtung (9 ) der Höhen- bzw. Neigungsverstellung geneigt ist. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (
18 ) des mindestens einen hinteren Langlochs (13 ) gebogen ausgebildet ist und/oder sich zumindest ein Abschnitt (17 ) des hinteren Langlochs (13 ) in eine Richtung erstreckt, die sowohl gegenüber der Richtung (8 ) der Längenverstellung als auch gegenüber der Richtung (9 ) der Höhen- bzw. Neigungsverstellung geneigt ist. - Verstellbare Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem vorderen Führungsbolzen (
10 ) mindestens ein Feststellelement (22 ) einer Feststelleinrichtung (3 ) angeordnet ist, in deren geöffnetem Zustand das Stellteil (2 ) gegenüber dem Halteteil (1 ) über den Stellweg verstellbar ist und von der in ihrem geschlossenen Zustand das Stellteil (2 ) unverstellbar gegenüber dem Halteteil (1 ) gehalten ist. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellelement (
22 ) beim Öffnen und Schließen der Feststelleinrichtung (3 ) in Richtung der Längsachse des vorderen Führungsbolzens (10 ) verstellt wird. - Verstellbare Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest über einen Teil des Verstellweges, vorzugsweise über den gesamten Verstellweg, das lenkradseitige Ende (
5 ) der Lenkspindel (4 ) gleichzeitig in die Richtung (8 ) der Längenverstellung bewegt und um eine virtuelle Drehachse gedreht wird. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Drehachse einen größeren Abstand vom lenkradseitigen Ende (
5 ) der Lenkspindel (4 ) als der hintere Führungsbolzen (11 ) aufweist. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Drehachse im Bereich eines Kardangelenks (
20 ) liegt, welches den an das lenkradseitige Ende (5 ) anschließenden Abschnitt der Lenkspindel (4 ) mit einem weiteren Abschnitt der Lenkspindel verbindet. - Verstellbare Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an dasjenige Ende des Stellweges, an dem die Lenkspindel (
4 ) ihre geringste Länge aufweist, ein Crashweg anschließt, über den im Falle eines Fahrzeugcrashs das lenkradseitige Ende (5 ) der Lenkspindel (4 ) verschiebbar ist, wobei der vordere und der hintere Führungsbolzen (10 ,11 ) in Crashabschnitten (16 ,19 ) der vorderen und hinteren Langlöcher (12 ,13 ) verschiebbar sind. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashabschnitte (
16 ,19 ) in die Richtung (8 ) der Längenverstellung verlaufen. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlag (
31 ,31' ) dasjenige Ende des Stellweges, in welchem die Lenkspindel (4 ) ihre kürzeste Länge hat, begrenzt und im Crashfall verformt und dadurch überwunden wird. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Langlöcher (
12 ,13 ) den Anschlag (31 ,31' ) aufweist, der den Durchmesser des Langlochs (12 ,13 ) verringert und der im Crashfall vom in diesem Langloch (12 ,13 ) geführten Führungsbolzen (10 ,11 ) verformt wird. - Verstellbare Lenksäule nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über einen Teil des Crashweges ein Energieabsorbtionsmechanismus wirkt, der zusätzlich zur Energie, die durch die Überwindung der Feststelleinrichtung (
3 ) aufgezehrt wird, Energie aufzehrt. - Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieabsorbtionsmechanismus zwischen mindestens einem der Langlöcher (
12 ,13 ) und dem in diesem Langloch geführten Führungsbolzen (10 ,11 ) wirkt. - Verstellbare Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich nur auf einer Seite des Stellteils (
2 ) eine Seitenwange (21 ) des Halteteils (1 ) erstreckt, die das Stellteil (2 ) trägt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: VKK PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20130130 Representative=s name: VONNEMANN KLOIBER & KOLLEGEN, DE Effective date: 20130130 Representative=s name: VONNEMANN, KLOIBER & KOLLEGEN, DE Effective date: 20130130 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: THYSSENKRUPP PRESTA AKTIENGESELLSCHAFT, LI Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP PRESTA AKTIENGESELLSCHAFT, ESCHEN, LI |
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R084 | Declaration of willingness to licence |