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Die Erfindung betrifft eine längsverstellbare Lenksäule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Es ist aus dem Bereich verstellbarer Lenksäulen von Kraftfahrzeugen bekannt, Gleitführungen aus Kunststoff zu verwenden, die einen die Führung quer durchgreifenden Bolzen haben. Dabei ist es üblich, jeweils endseitig des Verstellwegs an der Führung einen gedämpften Anschlag einzurichten. Liegt keine Dämpfung vor, so sind die Anschläge an den Verstellwegenden recht hart und es sind auch störende Klackgeräusche zu hören. Die Dämpfung im Endbereich des Verstellwegs dient daher der Komfortverbesserung hinsichtlich der Verstellung an sich und schont die Bauteile der Lenksäule.
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Bekannte Dämpfer solcher Führungen können in Richtung der Bewegung des geführten Lagerbolzens wirkende elastische oder weiche Polymere sein, deren Einsatz auf Grund der unterschiedlichen Materialkompositionen in der Führungsvorrichtung nicht ökonomisch ist.
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Aus der
DE 10 2006 028 832 A1 ist daher eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer Führungsvorrichtung bekannt, die eine Vorrichtung zur Führung eines Körpers mit einer endseitigen Anschlagsdämpfung des geführten Körpers hat, der einfach und günstig zu realisieren sein soll. Dazu hat die Führungsvorrichtung eine erste Führungswand und eine zweite, zu der ersten Führungswand im Wesentlichen parallele Führungswand, die mit einem vorgesehenen Anschlag ein Langloch bilden, so dass der geführte Körper, dort eine Spannachse, die dem geführten Verstellen der Lenksäule dient, in dem Langloch zumindest einer Führungsrichtung führbar ist. Die Bewegung der Spannachse in Führungsrichtung ist dort durch den Anschlag und ein Dämpfungsmittel begrenzt, wobei das Dämpfungsmittel eine der Bewegung der Spannachse entgegengesetzte Kraft ausübt. Dazu hat das Dämpfungsmittel einen an zumindest einer der Führungswände angeordneten Vorsprung, der in Bezug zu der Führungsrichtung senkrecht federelastisch auslenkbar ist. So wird durch die federelastische Auslenkung des Vorsprungs eine Kombination aus federelastischen Rückstellkräften und bremsenden Reibungskräften erreicht, die je nach Auslegung des Vorsprungs und der Federkräfte eine Optimierung der Dämpfungscharakteristik ermöglicht. Damit wird jedoch keine satte Führung der Spannachse in dem Langloch erreicht.
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Der Mangel einer satten Führung ergibt sich auch, wenn weiche, elastische Kunststoffeinlagen als Dämpfer in ein derartiges Langloch eingesetzt werden, die zwar Geräusche durch einen weichen Anschlag abdämpfen, aber einem starken Verschleiß unterliegen, der sich durch die Beaufschlagung mit der Spannachse ergibt.
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Noch eine verstellbare Lenksäule wird in der
DE 10 2009 014 205 A1 offenbart, die eine Führungseinrichtung und einen als Mantelrohr ausgeformten, von einer in ihrer Länge verstellbaren Lenkspindel durchsetzten Führungsbereich und eine Führungsschiene aufweist. Die Lenksäule dort ist mit einer von der Lenkspindel durchsetzten, rohrartigen, Crashbaugruppe und mit einem die Führungseinrichtung und die Crashbaugruppe in Einbaulage verbindenden Kopplungsbauteil ausgestattet. Das Kopplungsbauteil weist ein als Mantelrohr ausgeformtes Bremshohlprofil zur Aufnahme, zur Fixierung und zum Abbremsen der Crashbaugruppe auf. Es ist mit einem als Führungsschlitten ausgebildeten Führungshohlprofil zur Aufnahme der Führungsschiene und zur Längenverstellung der Lenkspindel durch Verschieben des Führungsschlittens auf der Führungsschiene ausgestattet. Die Führungsschiene und das Führungshohlprofil und zwei das Führungshohlprofil umgreifenden Konsolenschenkel werden von einem Klemmbolzen durchsetzt und können durch eine Verstelleinrichtung zueinander fixiert werden. Dazu ist die Führungsschiene mit einer Durchgangsöffnung und das Führungshohlprofil beidseitig mit jeweils einem Langloch ausgestattet, so dass der Klemmbolzen durch die Durchgangsöffnung in der Führungsschiene geführt wird und der Verschiebeweg mit Anschlägen durch die Langlöcher bereitgestellt wird. In Einbaulage können somit durch Öffnen der Verstelleinrichtung die Crashbaugruppe und das Kopplungsbauteil relativ zur Führungseinrichtung und Montagekonsole entlang der Führungsschiene verschoben werden, so dass die Längenänderung der Lenkvorrichtung ermöglicht wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenksäule bereitzustellen, die eine verbesserte Längsverstellung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die längsverstellbare Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen längsverstellbaren Lenksäule für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Führungseinrichtung mit einer fahrzeugfesten Führungsschiene und ein Führungsprofil, das entlang der Führungsschiene axial verstellbar gelagert ist. Des Weiteren beinhaltet die Lenksäule ein inneres Mantelrohr und ein äußeres mit diesem teleskopierbaren Mantelrohr, in dem eine Lenkspindel geführt und das mitsamt dem Führungsprofil auf der Führungsschiene längs verschiebbar gelagert ist. Mit anderen Worten bilden das innere und das äußere Mantelrohr zwei Bauteile eines teleskopierbaren Mantelrohrs. Die Lenkspindel ist sowohl im äußeren als auch im inneren Mantelrohr geführt.
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Über das innere Mantelrohr ist die Lenksäule mit der fahrzeugfesten Lenkungskonsole verbunden. Meist wird diese Verbindung über eine Arretierung erreicht, da die Lenksäule zur Höhenverstellung um eine Querachse schwenkbar gehalten sein soll. An dem inneren Mantelrohr ist unterseitig die Führungsschiene befestigt und bildet praktisch einen Fortsatz des unteren Umfangsbereichs des Mantelrohrs. Die Führungsschiene kann mit dem inneren Mantelrohr einstückig verbunden sein.
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Die Lenksäule beinhaltet zudem eine Klemmeinrichtung, mittels derer das äußere Mantelrohr arretierbar ist. Diese weist unter anderem einen Spannbolzen auf, der das U-förmige Führungsprofil sowie die Führungsschiene durchsetzt. Das Führungsprofil weist Seitenwände auf, die am äußeren Mantelrohr in einem oberen Umfangsbereich anliegen. Die Seitenwände sind mit dem äußeren Mantelrohr verbunden, vorzugsweise verschweißt. Der Spannbolzen, der Teil der Klemmeinrichtung ist, durchdringt dabei zwei einander gegenüber liegende, längs verlaufende erste Langlöcher des Führungsprofils, die zueinander quasi axialparallel orientiert und gleichförmig ausgebildet sind und den Spannbolzen seitlich führen. Die ersten Langlöcher ermöglichen daher eine Verstellung der Lenksäule in Längsrichtung über einen definierten Verstellweg hinweg. Zum Verstellen wird mittels Betätigung eines Spannhebels der Spannbolzen und damit die Klemmung gelöst, wonach das Führungsprofil und das an dieses angebundene äußere Mantelrohr mit der darin gelagerten Lenkspindel verschoben werden kann. Nach einem bestimmten Verstellweg, der jedoch durch die Länge der Langlöcher begrenzt ist, wird das Führungsprofil über die Klemmeinrichtung in die Klemmposition gebracht, so dass das anliegende äußere Mantelrohr bedarfsgerecht an gewünschter Stelle wieder festgelegt wird.
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Um das Anschlagen am Ende des Verstellweges abzumildern und Material zu schonen, weist nun erfindungsgemäß die Lenksäule einen außerhalb der ersten Langlöcher angeordneten Dämpfungsstift auf, der als Anschlag das Ende des Längsverstellwegs zwischen dem Führungsprofil und der Führungsschiene beidseitig bildet. Hierdurch werden die Enden der ersten Langlöcher ihrer Anschlagsfunktion enthoben, wobei bei Erreichen der jeweiligen Endstellung des Verstellwegs Klackgeräusche unterbleiben, da diese durch den Stift abgepuffert werden. Die straffe Führung des Spannbolzens durch die ersten Langlöcher bleibt gewahrt, da diese keine elastischen Lagen aufweisen und ein relativ geringes Spiel für den Spannbolzen ermöglichen.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist der Dämpfungsstift an der Führungsschiene befestigt und taucht in ein zweites Langloch ein, das im Führungsprofil parallel zu den ersten Langlöchern ausgebildet ist. Dabei sind die Langlöcher so ausgestaltet und zueinander in Bezug gesetzt, dass das Zusatzlangloch einen Verstellweg für den Dämpfungsstift aufweist, der gleich lang oder fast gleich lang ist wie der Verstellweg, den die beiden paarigen ersten Langlöcher für den Spannbolzen bereitstellen. Das zweite Langloch ist daher so zu den ersten Langlöchern, und der Dämpfungsstift so zu dem Spannbolzen angeordnet, dass der Dämpfungsstift einen Endanschlag des zweiten Langlochs bereits erreicht, bevor der Spannbolzen die korrespondierenden Endanschläge der ersten Langlöcher erreicht.
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Damit berührt ein Dämpfungsmaterial des Dämpfungsstifts beim Verschieben der längsverstellbaren Lenksäule bis zum Endanschlag des möglichen Verstellwegs quasi zuerst den Anschlag des Langlochs, in dem der Dämpfungsstift geführt wird, ehe der Spannbolzen in seinen Langlöchern den Endanschlag tangiert, und wenn das Dämpfungsmaterial seinen komprimierten Zustand erreicht hat, liegen beide, der Dämpfungsstift und der Spannbolzen, satt und zuverlässig am Ende der jeweiligen Langlöcher an und können spielfrei festgelegt werden.
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Vorteilhaft ergibt sich durch die erfindungsgemäß erzielte Funktionstrennung in dem Verstellsystem eine robuste Ausführbarkeit des Längsverstellanschlags.
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Geeigneter Weise liegen die beiden paarig angeordneten Langlöcher an einer Seitenwandung des Führungsprofils, und das zweite Langloch liegt am Boden des Führungsprofils vor. Ein Versatz des zweiten Langlochs um 90° in Bezug zu den ersten Langlöchern ist bevorzugt, insbesondere, wenn das Führungsprofil einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Diese Lage des erfindungsgemäßen „Anschlagpuffers”, also des zusätzlichen Langloches mit Dämpfungsstift an der Unterseite des Führungsprofils ermöglicht eine einfache Montage.
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Der Dämpfungsstift kann in bevorzugten Ausführungsformen ein mit einem Elastomerring umgebener Stift, etwa ein Metallstift sein. Es kann sich auch um einen mit einem Elastomerring umgebenen Blindniet, oder um einen entsprechend mit Elastomerring oder Kunststoffbuchse umgebenen Spreizdorn handeln. Zusätzlich oder alternativ kann, etwa koaxial angeordnet, die Kunststoffbuchse mit dem Elastomerring kombiniert sein. Die Kunststoffbuchse kann insbesondere aus Weichkunststoff bestehen.
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Erfindungsgemäß kommt in der Montageanordnung der Vorrichtung der Elastomerring und/oder die Kunststoffbuchse in dem zweiten Langloch zu liegen, um eben gerade beim Anschlagen die Dämpfung zu ergeben. Durch die Wahl der Shorehärte des Elastomers wird vorteilhaft eine variable Härte des Dämpfungsstiftes und somit des Anschlags ermöglicht.
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Diese Lage des Anschlagpuffers an der Unterseite des Führungsprofils ermöglicht ferner den variablen Einsatz verschiedener Elastomere oder den Entfall der Funktion bei unterschiedlichen Lenksäulen innerhalb einer Modulbauweise.
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Um den Dämpfungsstift an der Führungsschiene für das Mantelrohr zu befestigen, wird vorgeschlagen, ihn mit seinem von dem Elastomerring oder der Kunststoffbuchse abgewandten Ende in einer an der Führungsschiene vorliegenden Durchtrittsöffnung festzulegen, wobei abhängig von der Art des Dämpfungsstiftes dieser vernietet oder gespreizt, oder auf andere Art befestigt werden kann.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und besseren Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht des Lenksäulenabschnitts mit der für die Längsverstellbarkeit vorgesehenen Führungseinrichtung,
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2 eine perspektivische Schnittansicht durch den Lenksäulenabschnitt mit der Führungseinrichtung,
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3 eine perspektivische Schnittansicht eines als Kunststoffspreizdorns ausgeführten Dämpfungsstifts vor der Montage,
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4 den Kunststoffspreizdorn aus 3 nach der Montage,
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5 eine perspektivische und eine Schnittansicht eines als Blindniet mit Elastomer ausgeführten Dämpfungsstifts,
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6 eine perspektivische und eine Schnittansicht eines als Blindniet mit Kunststoffbuchse und Elastomer ausgeführten Dämpfungsstifts.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf eine längsverstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, die zur Längsverstellung eine Führungseinrichtung aufweist. Diese umfasst eine Führungsschiene 9, die in einem U-förmigen Führungsprofil 6 geführt gelagert ist, wie es in 1 und 2 zu sehen ist. Die Lenksäule beinhaltet ein äußeres Mantelrohr 2 und ein inneres Mantelrohr 12, die miteinander teleskopieren können. Das innere Mantelrohr 12 ist mit einer fahrzeugfesten Lenkungskonsole reibschlüssig verbunden. Das äußere Mantelrohr 2, das die Lenkspindel 1 umgibt, wird durch die formangepasste konkave Gestaltung der Führungsschiene 9 (vgl. 2) geführt. Das Mantelrohr 2 wird mittels des Spannbolzens 3 fixiert, der zwei Konsolenschenkel 4, zwei gegenüberliegende Seitenwände 10 des Führungsprofils 6 sowie die Führungsschiene 9 durchdringt. Die Seitenwände 10, über die die Klemmung des äußeren Mantelrohrs 2 erfolgt, sind von den Konsolenschenkel 4 eingegrenzt. Die Konsolenschenkel 4 tragen im Übrigen eine Keilklemmanordnung 11, die einen wesentlichen Bestandteil der Klemmeinrichtung, wie auch der Spannbolzen 3 und das Führungsprofil 6 bilden. Je nach Zustand löst oder verspannt die Keilklemmanordnung 11 das äußere Mantelrohr 2, in dem sie die Seitenwände 10 des Führungsprofils 6 entsprechend beaufschlagt bzw. freigibt.
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Um die axiale Verstellbarkeit zu ermöglichen, weist das Führungsprofil 6 zwei paarige Langlöcher 5 entlang der gegenüber liegenden Längseiten 10 auf, so dass das Führungsprofil 6 mit den Langlöchern 5 relativ zu der Führungsschiene 9 und dem Spannbolzen 3 bewegt werden kann. Die Länge der Langlöcher 5 begrenzt den Verstellweg, und sie bilden Endanschläge für den Spannbolzen 3.
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Um nun ein hartes Anschlagen des Spannbolzens 3 an den Endanschlägen in den Langlöchern 5 und dadurch auch unangenehme Geräusche beim Verstellen der Lenksäule zu vermeiden, ist erfindungsgemäß in dem Führungsprofil 6 ein weiteres Langloch 7 vorgesehen, das bezüglich seiner Längsausdehnung parallel zu den ersten Langlöchern 5, jedoch um 90° an dem Führungsprofil 6 versetzt, also quasi nach unten weisend im Boden 6' des Führungsprofils 6, der die Seiten 10 miteinander verbindet, angeordnet ist. In dem zusätzlichen Langloch 7 wird ein Dämpfungsstift 8 geführt, der an der Führungsschiene 9 befestigt ist. Das Langloch 7 ist in Bezug zu den Langlöchern 5 in Längsrichtung um den Abstand zwischen dem Dämpfungsstift 8 und dem Spannbolzen 3 in der Führungsschiene 9 (vgl. 2) versetzt, so dass der Dämpfungsstift 8 bei Verstellen einen Endanschlag des Langlochs 7 erreicht, wenn der Spannbolzen 3 die korrespondierenden Endanschläge der ersten Langlöcher 5 erreicht.
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Dazu weist das zusätzliche Langloch 7 eine Länge auf, die einen Verschiebeweg des Führungshohlprofils 6 in Bezug zu dem Dämpfungsstift 8 zulässt, der gleich lang oder fast gleich lang ist wie der Verstellweg, den die ersten Langlöcher 5 für den Spannbolzen 3 bereitstellen. Je nachdem, ob, und wenn ja, wie viel sich die Durchmesser von Spannbolzen 3 und Dämpfungsstift 8 in komprimiertem Zustand unterscheiden, können das Zusatzlangloch 7 und die Langlöcher 5 unterschiedlich lang sein, um einen gleichlangen Verstellweg bereitzustellen. Das Langloch bzw. die Langlöcher, in denen der Bolzen 3 bzw. Stift 8 mit dem größeren Durchmesser geführt wird, wird bzw. werden um die Differenz zwischen den Durchmessern länger sein.
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1 zeigt das Führungsprofil 9 am Anschlag des Dämpfungsstifts 8 in dem Langloch 7, in 2 liegt der Dämpfungsstift 8 ungefähr in der Mitte des Langlochs 7.
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Der Dämpfungsstift 8 ist an seinem in dem Langloch 7 liegenden Ende von einem Elastomerring 8' umgeben, durch den der Anschlag an den Langlochenden und damit am Ende des Verstellwegs der Lenksäule gedämpft wird.
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Zur Befestigung in der Führungsschiene 9 kann der Dämpfungsstift 8 als Kunststoffspreizdorn ausgeführt sein, wie in 3 und 4 dargestellt. Zur Montage des Dämpfungsstifts 8 in der Führungsschiene 9 wird dazu der Dorn in den Spreizabschnitt getrieben, so dass dessen Querschnitt sich weitet und er sich an der rückwärtigen Kante der Durchgangsöffnung die zu diesem Zweck in der Führungsschiene 9 vorgesehen ist, verhakt. Hierfür kann die Ausnehmung in der Führungsschiene 9 auch eine Querschnittsverjüngung aufweisen (siehe 2), durch die der ungespreizte Dämpfungsstift 8 eingeführt werden kann, sich nach der Aufspreizung aber festlegt. Der Elastomerring 8' mit dem entsprechenden Endabschnitt des Dämpfungsstifts 8 ragt dann über die Führungsschiene 9 hinaus und wird in dem Langloch 7 des Führungsprofils 6 geführt.
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5 und 6 zeigen Ausführungsformen des Dämpfungsstifts 8 als Blindniet mit Elastomerring 8', wobei die Variante in 6 zusätzlich eine Kunststoffbuchse 8'' aufweist.
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Im Übrigen kann auch der Dämpfungsstift 8 am Führungsprofil angeordnet sein und in eine Längsnut eintauchen, in der Führungsschiene 9 ausgebildet ist. Die Längsnut besitzt in diesem Fall die gleiche Funktion wie das zweite Langloch 7.
