DE102012101900A1

DE102012101900A1 - Manually adjustable motor car steering column has locking unit for variable fixing of guide tube relative to casing tube, which is coupled as separate component to guide tube by force-transmitting coupling element

Info

Publication number: DE102012101900A1
Application number: DE201210101900
Authority: DE
Inventors: Burkhard Schäfer; Jennifer Baden
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-12

Abstract

The steering column has adjusting device having a locking unit for variable fixing of guide tube (2) relative to casing tube (1) along longitudinal adjustment direction. The guide tube is supported without play in the casing tube. The locking unit is coupled as separate component to the guide tube by force-transmitting coupling element.

Description

Die Erfindung betrifft eine manuell verstellbare Kraftfahrzeuglenksäule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a manually adjustable motor vehicle steering column according to the preamble of patent claim 1.

Zur Anpassung an die Sitzposition bzw. Körpergröße des Fahrers sind Kraftfahrzeuge üblicherweise mit verstellbarem Lenkrad bzw. mit einer verstellbaren Lenksäule ausgestattet. Verstellbare Lenkräder bzw. Lenksäulen können dabei zumeist sowohl bezüglich der Lenkradhöhe, als auch entlang der Lenksäulenachse vor und zurück verstellt werden. Der Fahrer kann das Lenkrad bei derartigen verstellbaren Lenksäulen somit in eine für ihn bequeme Höhen- und ggf. Abstandsposition zum Oberkörper bringen. Die vor der Verstellung gelöste Lenksäulenverriegelung wird nach erfolgter Lenkradeinstellung wieder arretiert, um eine unerwünschte selbsttätige Verstellung der Lenkradposition unter allen auftretenden Bedingungen bzw. Kräften zu unterbinden. To adapt to the seating position or height of the driver motor vehicles are usually equipped with adjustable steering wheel or with an adjustable steering column. Adjustable steering wheels or steering columns can be adjusted back and forth mostly both with respect to the steering wheel height, as well as along the steering column axis. The driver can thus bring the steering wheel in such adjustable steering columns in a comfortable for him height and possibly distance to the upper body position. The steering column lock released before the adjustment is locked again after the steering wheel has been adjusted, in order to prevent undesired automatic adjustment of the steering wheel position under all conditions or forces that occur.

Hierbei werden konstruktiv hohe Ansprüche an die Funktionalität der Lenksäulen-Verriegelungseinheit gestellt. So soll die Öffnungs- ebenso wie die Schließbewegung der Verriegelungseinheit möglichst leichtgängig erfolgen, um bei der Betätigung der Verriegelungseinheit durch den Nutzer einen möglichst geringen Kraftaufwand zu verursachen. Andererseits ist es erforderlich, dass die beim Schließen der Verriegelungseinheit aufgebauten Haltekräfte ausreichend groß sind, um den während des Betriebs des Kraftfahrzeugs am Lenkrad auftretenden Kräften standzuhalten. Zudem muss auch im Crashfall sichergestellt werden, dass keine unkontrollierte Veränderung der Lenkradposition auftritt. Here are structurally high demands on the functionality of the steering column locking unit. Thus, the opening as well as the closing movement of the locking unit should be as smooth as possible in order to cause the lowest possible expenditure of force in the operation of the locking unit by the user. On the other hand, it is necessary that the holding forces built up when closing the locking unit are sufficiently large to withstand the forces occurring on the steering wheel during operation of the motor vehicle. In addition, it must be ensured in the event of a crash that no uncontrolled change in the steering wheel position occurs.

Aus dem Stand der Technik bekannte Feststellvorrichtungen für manuell verstellbare Lenksäulen umfassen üblicherweise ein die Lenkwelle bzw. das Lenkrad tragendes Führungsrohr und ein das Führungsrohr konzentrisch aufnehmendes Mantelrohr, wobei das Führungsrohr zur Längsverstellung der Lenksäule im Mantelrohr axial verschiebbar ist. Locking devices for manually adjustable steering columns known from the prior art usually comprise a guide tube carrying the steering shaft or steering wheel and a jacket tube concentrically receiving the guide tube, the guide tube being axially displaceable for longitudinal adjustment of the steering column in the jacket tube.

Aus der DE 10 2006 054 455 A1 ist eine Feststellvorrichtung für eine verstellbare Kraftfahrzeuglenksäule bekannt, bei der die Verriegelungseinheit einen Klemmbolzen umfasst, dessen wirksame Länge mittels eines Verriegelungshebels dergestalt verändert werden kann, dass das Mantelrohr im verriegelten Zustand radial zusammengepresst wird, wodurch das Führungsrohr im Mantelrohr bezüglich der Längsverstellrichtung festgeklemmt wird. Gleichzeitig erfolgt mittels des Klemmbolzens auch eine Klemmung des Mantelrohrs bezüglich der Vertikalverstellrichtung relativ zu einer mit der Karosserie verbundenen Konsole. From the DE 10 2006 054 455 A1 a locking device for an adjustable motor vehicle steering column is known in which the locking unit comprises a clamping bolt whose effective length can be changed by means of a locking lever such that the jacket tube is compressed radially in the locked state, whereby the guide tube is clamped in the jacket tube with respect to the Längsverstellrichtung. At the same time takes place by means of the clamping bolt and a clamping of the jacket tube with respect to the Vertikalverstellrichtung relative to a console connected to the body.

Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Feststellvorrichtungen benötigen jedoch – infolge der Mehrzahl der auf dem Klemmbolzen in axialer Abfolge aufgefädelten Einzelteile des Klemmmechanismus – einen nicht unerheblichen Bauraum in Querrichtung zur Lenksäule insbesondere im Kniebereich des Fahrers, was einerseits den Bewegungsfreiraum einschränken, andererseits (beispielsweise im Crashfall) auch zu Sicherheitsrisiken führen kann. Zudem sind für eine zuverlässige Klemmung des Führungsrohrs im Mantelrohr erhebliche Klemmkräfte im Klemmbolzen der Verriegelungsvorrichtung erforderlich, die sich in der Größenordnung von mehreren kNewton bewegen. However, such known from the prior art locking devices require - due to the majority of threaded on the clamping bolt in the axial sequence of parts of the clamping mechanism - a considerable space in the transverse direction to the steering column in particular in the knee area of the driver, which on the one hand restrict the freedom of movement, on the other hand (for example Crash case) can also lead to security risks. In addition, for a reliable clamping of the guide tube in the jacket tube considerable clamping forces in the clamping bolt of the locking device required to move in the order of several kNewton.

Dies führt bei manuell verstellbaren Lenksäulen zu entsprechend hohen Betätigungskräften bzw. Betätigungswegen am Bedienhebel. Zudem weist bei geöffneter Verriegelungseinheit sowohl das Führungsrohr im Mantelrohr, als auch das Mantelrohr relativ zur Karosserieanbindung laterales Spiel auf, was zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung und/oder zu einer unvorteilhaften Haptik beim Verstellen des Lenkrads führen kann. This leads to manually adjustable steering columns to correspondingly high actuating forces or actuating paths on the operating lever. In addition, when the locking unit is open, both the guide tube in the jacket tube, and the jacket tube relative to the body attachment lateral play, which can lead to undesirable noise and / or unfavorable feel when adjusting the steering wheel.

Mit diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine manuell verstellbare Kraftfahrzeuglenksäule zu schaffen, mit der die genannten, im Stand der Technik vorhandenen Nachteile bzw. Einschränkungen überwunden werden. Gleichzeitig soll die Lenksäule konstruktiv möglichst einfach bzw. modular aufgebaut sein, so dass sich eine leichte Anpassbarkeit an unterschiedliche Randbedingungen bzw. Fahrzeugtypen, mit einer möglichst hohen Zahl an Gleichteilen ergibt. With this background, it is the object of the present invention to provide a manually adjustable motor vehicle steering column, with which the mentioned, existing in the prior art disadvantages or limitations are overcome. At the same time, the steering column should be constructionally as simple as possible or modular, so that there is an easy adaptability to different conditions or vehicle types, with the highest possible number of identical parts.

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeuglenksäule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a motor vehicle steering column having the features of patent claim 1.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Die gattungsgemäße Kraftfahrzeuglenksäule ist manuell entlang einer Längsverstellrichtung verstellbar und umfasst eine Verstelleinrichtung, eine Karosserieanbindung sowie ein Mantelrohr und ein im Mantelrohr axial verschiebbares Führungsrohr. Die Verstelleinrichtung weist dabei eine Verriegelungseinheit zur axial variablen Fixierung des Führungsrohrs relativ zum Mantelrohr entlang der Längsverstellrichtung auf. The generic motor vehicle steering column is manually adjustable along a longitudinal adjustment direction and comprises an adjusting device, a body connection and a jacket tube and a guide tube axially displaceable in the jacket tube. In this case, the adjusting device has a locking unit for axially variable fixing of the guide tube relative to the jacket tube along the longitudinal adjustment direction.

Durch die Erfindung wird die Kraftfahrzeuglenksäule dergestalt weitergebildet, dass das Führungsrohr spielfrei im Mantelrohr gelagert ist. Dabei ist die Verriegelungseinheit als eigenständige Baugruppe ausgebildet und mittels eines kraftübertragenden Koppelelements an das Führungsrohr der Lenksäule angekoppelt. By the invention, the motor vehicle steering column is further developed in such a way that the guide tube is mounted without clearance in the jacket tube. The locking unit is designed as an independent module and coupled by means of a force-transmitting coupling element to the guide tube of the steering column.

Durch die spielfreie Lagerung des Führungsrohrs im Mantelrohr entfällt zunächst die Notwendigkeit der kraftaufwändigen Klemmung des Führungsrohrs im Mantelrohr, die beim Stand der Technik durch Zusammendrücken des (geschlitzten) Mantelrohrs um das Führungsrohr erfolgt, und wofür im Stand der Technik eigens eine Klemmeinrichtung erforderlich ist, die dank der Erfindung somit vollständig entfallen kann. Das Führungsrohr ist damit sowohl im verriegelten als auch im entriegelten Zustand der Lenksäule stets spielfrei im Mantelrohr geführt. Hierdurch ergibt sich beim Verstellen der Lenksäule eine für den Bediener vertrauenerweckende Haptik, und unerwünschte Klappergeräusche bei geöffneter Lenksäulenverstellung werden vermieden. Due to the play-free mounting of the guide tube in the jacket tube initially eliminates the need for the laborious clamping of the guide tube in the jacket tube, which takes place in the prior art by compressing the (slotted) jacket tube to the guide tube, and what in the prior art specifically a clamping device is required, the thanks to the invention thus completely eliminated. The guide tube is thus always performed without play in the casing tube both in the locked and in the unlocked state of the steering column. This results in adjusting the steering column for the operator confidence-inspiring haptics, and unwanted rattling noises with open steering column adjustment are avoided.

Die Ausbildung der Verriegelungseinheit als eigenständige Baugruppe und deren Anbindung mittels eines Koppelelements an das Führungsrohr dient insbesondere einem modularen Aufbau der Kraftfahrzeuglenksäule, einem hohen Standardisierungsgrad der Bauteile bzw. Baugruppen, und damit einer einfachen Variantenbildung der Lenksäule im Sinne eines Baukastensystems. The formation of the locking unit as an independent module and their connection by means of a coupling element to the guide tube serves in particular a modular structure of the motor vehicle steering column, a high degree of standardization of components or assemblies, and thus a simple variant of the steering column in terms of a modular system.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kraftfahrzeuglenksäule ferner eine Einrichtung zur manuellen Verstellung auch entlang einer Vertikalverstellrichtung. Die Einrichtung zur Vertikalverstellung der Lenksäule umfasst dabei eine zweite Verriegelungseinheit, die zur variablen Fixierung des Mantelrohrs relativ zur Karosserieanbindung der Lenksäule entlang der Vertikalverstellrichtung dient. Die zweite Verriegelungseinheit ist dabei wieder als eigenständige Baugruppe ausgebildet, und mittels eines zweiten kraftübertragenden Koppelelements an die Karosserieanbindung angekoppelt. According to a preferred embodiment of the invention, the motor vehicle steering column further comprises a device for manual adjustment also along a Vertikalverstellrichtung. The device for vertical adjustment of the steering column in this case comprises a second locking unit, which serves for the variable fixing of the jacket tube relative to the body connection of the steering column along the Vertikalverstellrichtung. The second locking unit is again designed as an independent module, and coupled by means of a second force-transmitting coupling element to the body connection.

Auf diese Weise lässt sich die Kraftfahrzeuglenksäule nicht nur entlang der Längsrichtung, sondern auch in der Vertikalen manuell verstellen, wobei auch die zweite Verriegelungseinheit im Sinne eines modularen Aufbaus der Kraftfahrzeuglenksäule als eigenständige Baugruppe ausgebildet ist und somit zur Bildung eines Lenksäulen-Baukastensystems mit einer möglichst hohen Gleichteileanzahl beiträgt. In this way, the motor vehicle steering column can be adjusted manually not only along the longitudinal direction, but also in the vertical, wherein the second locking unit in the sense of a modular structure of the motor vehicle steering column is designed as an independent module and thus to form a steering column modular system with the highest possible Same number of parts contributes.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Mantelrohr, Führungsrohr und Karosserieanbindung der Kraftfahrzeuglenksäule konstruktiv identisch mit den entsprechenden Baugruppen einer existierenden, elektroaktuatorisch verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäule sind. Hierdurch können die wesentlichen Korpusbestandteile der Karosserieanbindung einer existierenden, motorisch verstellbaren Lenksäule praktisch unverändert zur Herstellung der manuell verstellbaren Lenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dabei entfällt lediglich der oder die Aktuatoren der motorisch verstellbaren Lenksäule, bzw. diese werden durch die manuelle Verriegelungseinheit oder durch die manuellen Verriegelungseinheiten gemäß der Erfindung ersetzt. According to a further, particularly preferred embodiment of the invention, provision is made for the jacket tube, guide tube and body connection of the motor vehicle steering column to be structurally identical to the corresponding assemblies of an existing, electro-actuatably adjustable motor vehicle steering column. As a result, the essential body components of the body connection of an existing, motor-adjustable steering column can be used virtually unchanged for producing the manually adjustable steering column according to the present invention. In this case, only the one or more actuators of the motor-adjustable steering column, or these are replaced by the manual locking unit or by the manual locking units according to the invention.

Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die manuell verstellbare Lenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung den wesentlichen Lenksäulenkörper (umfassend Lenkstrang bzw. Lenkwelle, Lenkwellenlagerung, Mantelrohr, Führungsrohr mit Lenkstockaufnahme, Karosserieanbindung) mit existierenden elektrisch verstellbaren Lenksäulen teilen kann, wodurch die notwendigen Investitionen zur Konstruktion und Produktion dieser Bauteile bzw. Baugruppen übergreifend nur einmal anfallen. Dementsprechend ergeben sich wirtschaftliche Skaleneffekte durch weniger Bauteilvarianten, die gleichzeitig in höheren Stückzahlen produziert werden können. This means, in other words, that the manually adjustable steering column according to the present invention, the main steering column body (including steering shaft, steering shaft bearing, casing tube, guide tube with steering column mount, body connection) can share with existing electrically adjustable steering columns, creating the necessary investments for construction and Production of these components or assemblies across only once incurred. Accordingly, economic economies of scale result from fewer component variants that can be produced simultaneously in higher quantities.

Aufgrund der identischen Bauteile bzw. Baugruppen weist die manuell verstellbare Lenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung zudem auch gleiche Package-Abmessungen, gleiche mechanische Eigenschaften (wie Schwingungs-Eigenfrequenzen und Steifigkeiten), sowie eine identische Crashperformance wie die genannte existierende, motorisch verstellbare Lenksäule auf. Hierdurch ergeben sich reduzierte Kosten nicht nur bei der Herstellung, sondern auch im Hinblick auf den Entwicklungsaufwand bei der Konstruktion von kundenspezifischen Varianten, ebenso wie Vereinfachungen bezüglich der Variantenbildung beim Kunden selbst. Due to the identical components or assemblies, the manually adjustable steering column according to the present invention also has the same package dimensions, the same mechanical properties (such as natural vibration frequencies and stiffness), and an identical crash performance as said existing, motor-adjustable steering column on. This results in reduced costs not only in the production, but also in terms of the development effort in the design of customer-specific variants, as well as simplifications regarding the variant formation at the customer itself.

Die Erfindung lässt sich prinzipiell unabhängig davon verwirklichen, wie die spielfreie Lagerung des Führungsrohrs im Mantelrohr konstruktiv realisiert wird, solange eine leichtgängige Beweglichkeit des Führungsrohrs im Mantelrohr gewährleistet ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die spielfreie Lagerung des Führungsrohrs im Mantelrohr durch eine Linear-Kugellageranordnung gebildet. Vorzugsweise sind die Laufbahnen der Linear-Kugellageranordnung dabei durch lineare, im Wesentlichen prismatisch geformte Einprägungen im Mantelrohr und im Führungsrohr gebildet. Auf diese Weise lässt sich die Linear-Kugellageranordnung mit einem Minimum an Bauteilen kostengünstig realisieren, da so zur Darstellung der Linear-Kugellageranordnung (zusätzlich zu Mantelrohr und Führungsrohr) lediglich Lagerkugeln und ggf. ein Kugelkäfig erforderlich sind. The invention can be realized in principle independently of how the play-free mounting of the guide tube in the casing tube is structurally realized, as long as a smooth movement of the guide tube is ensured in the jacket tube. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the play-free mounting of the guide tube in the jacket tube is formed by a linear ball bearing assembly. Preferably, the raceways of the linear ball bearing assembly are formed by linear, substantially prismatic shaped indentations in the jacket tube and in the guide tube. In this way, the linear ball bearing assembly with a minimum of components can be realized inexpensively, since only bearing balls and possibly a ball cage are required to represent the linear ball bearing assembly (in addition to casing and guide tube).

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das erste und/oder das zweite kraftübertragende Koppelelement (mit dem die Verriegelungseinheit an das Führungsrohr bzw. an die Karosserieanbindung angekoppelt ist) eine Zahnstange, wobei die erste und/oder die zweite Verriegelungseinheit jeweils ein federbelastetes Zahnstück aufweist. Das Zahnstück ist zwischen einer Öffnungsstellung, in der die Zahnstange in der Verriegelungseinheit axial frei bewegbar ist, und einer Verriegelungsstellung, in der das kraftübertragende Koppelelement durch Eingriff des Zahnstücks in die Zahnstange relativ zur Verriegelungseinheit axial fixiert ist, mittels einer manuellen Betätigungseinrichtung hin und her bewegbar. According to a further preferred embodiment of the invention, the first and / or the second force-transmitting coupling element (with which the locking unit is coupled to the guide tube or to the body connection) comprises a rack, wherein the first and / or the second locking unit each one having spring-loaded tooth piece. The tooth piece is reciprocable between an open position in which the rack is axially freely movable in the lock unit and a lock position in which the force transmitting coupling member is axially fixed by engaging the tooth piece in the rack relative to the lock unit by means of a manual actuator ,

Durch die Federbelastung des Zahnstücks ergibt sich ein sicheres formschlüssiges Einrasten des Zahnstücks seitens der Verriegelungseinheit mit der Zahnstange des kraftübertragenden Koppelelements auch für den Fall, dass Zahnstange und Zahnstück beim Verstellen der Lenksäule in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung zu liegen kommen sollten, sobald die Lenksäule nach dem Verstellen mit Kraft beaufschlagt wird. By the spring load of the tooth piece results in a secure positive engagement of the tooth piece on the part of the locking unit with the rack of the force-transmitting coupling element in the event that rack and tooth piece should come to rest during adjustment of the steering column in a tooth-on-tooth position, as soon the steering column is subjected to force after adjustment.

Vorzugsweise erfolgt die Hin- und Herbewegung des Zahnstücks zwischen der Öffnungsstellung und der Verriegelungsstellung mittels eines mechanischen Handbetätigungshebels oder mittels eines handbetätigten Bowdenzugs. Hierdurch ergibt sich eine konstruktiv einfache Lösung mit geringen Kosten für die manuelle Betätigung der Verstelleinrichtung der Lenksäule. Die Verwendung eines Bowdenzugs führt zu einer Vergrößerung der Flexibilität im Hinblick auf die Ausbildung und Anordnung des Betätigungselements für die Lenksäulenverstellung. Preferably, the reciprocating movement of the tooth piece between the open position and the locking position by means of a mechanical hand lever or by means of a manually operated Bowden cable. This results in a structurally simple solution with low costs for manual operation of the adjustment of the steering column. The use of a Bowden cable leads to an increase in the flexibility with regard to the design and arrangement of the actuating element for the steering column adjustment.

Alternativ kann die Bewegung des Zahnstücks zwischen der Öffnungsstellung und der Verriegelungsstellung auch mittels eines (beispielsweise elektrischen) Aktuators erfolgen. Dies erlaubt eine noch größere Variabilität bezüglich der Ausgestaltung und Anordnung des Betätigungselements der Lenksäulenverstellung. Sowohl bei der Verwendung eines Bowdenzugs als auch bei der Verwendung eines elektrischen Aktuators zur Betätigung des Zahnstücks in der Verriegelungseinheit kann das Betätigungselement für die Lenksäulenverstellung besonders platzsparend beispielsweise auch als Drehknopf, Druckknopf oder Joystick ausgeführt und weitestgehend frei beispielsweise im Umfeld der Lenksäule platziert werden. Alternatively, the movement of the tooth piece between the open position and the locking position can also be effected by means of an (for example electrical) actuator. This allows even greater variability with respect to the design and arrangement of the actuating element of the steering column adjustment. Both when using a Bowden cable and when using an electric actuator for actuating the tooth piece in the locking unit, the actuator for the steering column adjustment particularly space-saving, for example, as a knob, push button or joystick executed and largely free, for example, placed in the vicinity of the steering column.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: In the following the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrative drawings. Showing:

1: in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer Kraftfahrzeuglenksäule gemäß der Erfindung; 1 in isometric view an embodiment of a motor vehicle steering column according to the invention;

2: die Kraftfahrzeuglenksäule gemäß 1 in einer isometrischen Untersicht; und 2 : the motor vehicle steering column according to 1 in an isometric view; and

3: in einer 1 entsprechenden Darstellung die Kraftfahrzeuglenksäule gemäß 1 und 2 im Teilschnitt. 3 : in a 1 corresponding representation of the motor vehicle steering column according to 1 and 2 in partial section.

1 zeigt eine manuell verstellbare Kraftfahrzeuglenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung. Man erkennt zunächst einen Lenksäulenkörper mit Mantelrohr 1, Führungsrohr 2, Lenkstockaufnahme 3 und Verstelleinrichtung 4. In Mantelrohr 1 und Führungsrohr 2 ist eine teleskopierbare Lenkwelle 5, 6 drehbar gelagert, die eine Lenkradaufnahme 5 aufweist und bei 6 eine Aufnahme für den weiteren Lenkstrang bildet. Das Mantelrohr 1 lässt sich mittels einer ersten Karosserieanbindung 7 winkelbeweglich sowie entlang der Längsachse der Lenksäule längsverschiebbar mit der (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugkarosserie verbinden. 1 shows a manually adjustable motor vehicle steering column according to the present invention. One first recognizes a steering column body with jacket tube 1 , Guide tube 2 , Steering column holder 3 and adjusting device 4 , In jacket tube 1 and guide tube 2 is a telescopic steering shaft 5 . 6 rotatably mounted, the one Lenkradaufnahme 5 and at 6 forms a receptacle for the other steering line. The jacket tube 1 can be by means of a first body connection 7 angularly movable and along the longitudinal axis of the steering column longitudinally displaceable connect with the (not shown) motor vehicle body.

Die Verstelleinrichtung 4 der Lenksäule umfasst einen Betätigungshebel 8 zur Entriegelung und Verriegelung der Verstelleinrichtung 4 sowie eine zweite Karosserieanbindung 9, die über ein (um die Schwenkachse 10 schwenkbares) Lenkerelement 11 der Verstelleinrichtung 4 mit dem Mantelrohr 1 verbunden ist. Die Schwenkwinkelposition des Lenkerelements 11 überträgt sich auf die Zahnstange 12, welche sich mittels einer Verriegelungseinheit 13 relativ zum Mantelrohr 1 axial fixieren lässt. The adjusting device 4 the steering column comprises an actuating lever 8th for unlocking and locking the adjustment 4 and a second body connection 9 that go over one (about the pivot axis 10 swiveling) handlebar element 11 the adjustment 4 with the jacket tube 1 connected is. The pivot angle position of the link element 11 transfers to the rack 12 , which by means of a locking unit 13 relative to the jacket tube 1 fix axially.

Die Verriegelungseinheit 13 umfasst hierzu ein (mit dem Mantelrohr 1 fest verbundenes) Verriegelungsgehäuse 14, durch welches die Zahnstange 12 geführt ist, sowie ein im Verriegelungsgehäuse 14 beweglich angeordnetes Zahnstück 15. Das Zahnstück 15 lässt sich mittels des Betätigungshebels 8 über ein mechanisches Gestänge 16 zwischen einer Eingriffsstellung und einer Nichteingriffsstellung hin und her bewegen, wobei das Zahnstück 15 in Richtung auf seine Eingriffsstellung mit der Zahnstange 12 federbelastet ist. In der Eingriffsstellung sind Zahnstange 12, Verriegelungsgehäuse 14 und Zahnstück 15 mittels der Verzahnung von Zahnstange 12 und Zahnstange 15 formschlüssig miteinander verriegelt, während in der Nichteingriffsstellung die Verzahnungen von Zahnstück 15 und Zahnstange 12 außer Eingriff sind. The locking unit 13 includes this one (with the jacket tube 1 firmly connected) locking housing 14 through which the rack 12 is guided, and one in the lock housing 14 movably arranged tooth piece 15 , The tooth piece 15 can be adjusted by means of the operating lever 8th via a mechanical linkage 16 move back and forth between an engaged position and a disengaged position, wherein the tooth piece 15 towards its engaged position with the rack 12 spring loaded. In the engaged position are rack 12 , Lock housing 14 and tooth piece 15 by means of the toothing of rack 12 and rack 15 positively interlocked with each other, while in the disengaged position the teeth of toothed piece 15 and rack 12 are out of engagement.

In der Nichteingriffsstellung von Zahnstange 12 und Zahnstück 15 kann die Zahnstange 12 somit axial relativ zum Verriegelungsgehäuse 14 bzw. relativ zur Verriegelungseinheit 13 bewegt werden. Dies erlaubt entsprechende Schwenkbewegungen des Lenkerelements 11 und damit die Verstellung der Lenksäule, hier entlang der Vertikalverstellrichtung 17, um den Schwenkdrehpunkt der Lenksäule an der Karosserieanbindung 7. Gegenüber bekannten manuell verstellbaren Lenksäulen weist die Anordnung aus Lenkerelement 11, Zahnstange 12 und Verriegelungseinheit 13 damit auch einen insgesamt erhöhten Reibungswiderstand auf. Hierdurch kann ggf. auf eine Massenausgleichsfeder verzichtet werden, die bei konventionellen manuell verstellbaren Lenksäulen erforderlich ist, um ein Absinken der Lenksäule bei geöffneter Verstelleinrichtung zu verhindern, verbunden mit entsprechenden Kosten- und Gewichtseinsparungen gegenüber dem Stand der Technik. In disengaged position of rack 12 and tooth piece 15 can the rack 12 thus axially relative to the lock housing 14 or relative to the locking unit 13 to be moved. This allows corresponding pivoting movements of the link element 11 and thus the adjustment of the steering column, here along the Vertikalverstellrichtung 17 to the pivot point of the steering column to the body connection 7 , Opposite known manually adjustable steering columns, the arrangement of link element 11 , Rack 12 and locking unit 13 thus also an overall increased frictional resistance. This may be due to a mass balance spring, which is required in conventional manually adjustable steering columns, to prevent a drop in the steering column with the adjustment open, associated with corresponding cost and weight savings over the prior art.

2 zeigt die Lenksäule gemäß 1 in der Untersicht. Neben Mantelrohr 1, Führungsrohr 2 sowie Karosserieanbindungen 7 und 9 erkennt man zunächst wieder die Verriegelungseinheit 13 mit Zahnstange 12 und Zahnstück 15, die zur Verstellung der Lenksäule entlang der Vertikalverstellrichtung 17 (vgl. 1) dient. 2 shows the steering column according to 1 in the lower view. In addition to casing pipe 1 , Guide tube 2 as well as bodywork connections 7 and 9 you will first recognize the locking unit again 13 with rack 12 and tooth piece 15 used to adjust the steering column along the vertical adjustment direction 17 (see. 1 ) serves.

In 2 wird ferner erkennbar, dass die Lenksäule eine weitere Verriegelungseinheit 18 aufweist, welche ebenfalls ein Zahnstück 20 umfasst, und durch die eine weitere Zahnstange 19 geführt ist. Die weitere Verriegelungseinheit 18 dient zur Verriegelung des Führungsrohrs 2 im Mantelrohr 1 bezüglich der Axialverstellrichtung 21 der Lenksäule. Die Zahnstange 19 ist hierzu mit dem Führungsrohr 2 verbunden, wobei in die Verbindung zwischen Zahnstange 19 und Führungsrohr 2 noch eine Crasheinheit 22 zwischengeschaltet ist. Die Crasheinheit ist axialverschieblich in einem Führungsprofil 23 angeordnet und umfasst ein (nicht dargestelltes) Blechstreifenelement zur Umwandlung von Crashenergie in Wärme, insbesondere im Fall eines crashbedingten Aufpralls des Fahrers auf das Lenkrad. In 2 will also be appreciated that the steering column another locking unit 18 which also has a tooth piece 20 includes, and through which another rack 19 is guided. The further locking unit 18 serves to lock the guide tube 2 in the jacket tube 1 with respect to the Axialverstellrichtung 21 the steering column. The rack 19 is this with the guide tube 2 connected, being in the connection between rack 19 and guide tube 2 another crash unit 22 is interposed. The crash unit is axially displaceable in a guide profile 23 arranged and includes a (not shown) sheet metal strip element for the conversion of crash energy into heat, especially in the event of a crash-related impact of the driver on the steering wheel.

Die Betätigung der beiden Verriegelungseinheiten 13, 18 mittels des Betätigungshebels 8 erfolgt über das mechanische Gestänge 16 sowie über eine schwenkbare Platte 24. Bei der Entriegelung der Lenksäule mittels des Betätigungshebels 8 wird das Gestänge 16 auf Zug betätigt, wodurch die schwenkbare Platte 24 zeichnungsbezogen gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Die schwenkbare Platte 24 greift wiederum anhand zweier Fortsätze jeweils an den Zahnstücken 15, 20 an, so dass die Zahnstücke 15, 20 bei der Verschwenkung der Platte 24 aus ihrer jeweiligen Eingriffsstellung mit den Zahnstangen 12, 19 in eine Nichteingriffsstellung bewegt werden, in der die Zahnstangen 12, 19 jeweils axial gegenüber den Verriegelungseinheiten 13, 18 bewegt werden können. The actuation of the two locking units 13 . 18 by means of the operating lever 8th via the mechanical linkage 16 as well as a swiveling plate 24 , When unlocking the steering column by means of the operating lever 8th becomes the linkage 16 operated on train, causing the pivoting plate 24 pivoted drawing counterclockwise. The swiveling plate 24 in turn attacks on the tooth pieces on the basis of two extensions 15 . 20 on, so that the tooth pieces 15 . 20 during the pivoting of the plate 24 from their respective engagement position with the racks 12 . 19 be moved to a disengaged position in which the racks 12 . 19 each axially opposite the locking units 13 . 18 can be moved.

Auf diese Weise kann – mit dem Betätigungshebel 8 in der Entriegelungsstellung – die Lenksäule sowohl entlang der Vertikalverstellrichtung 17 (vgl. Beschreibung zu 1), als auch entlang der Axialverstellrichtung 21 verstellt werden. This way - with the operating lever 8th in the unlocked position - the steering column both along the vertical adjustment direction 17 (see description to 1 ), as well as along the Axialverstellrichtung 21 be adjusted.

Alternativ zu der Betätigung der Verriegelungseinheiten 13, 18 mittels Betätigungshebel 8 und Gestänge 16 können die Verriegelungseinheiten 13, 18 beispielsweise auch mittels Bowdenzug oder mittels eines insbesondere elektrischen Aktuators betätigt werden. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit zur weitestgehend freien Platzierung und Ausgestaltung des Betätigungselements zur Verstellung der Lenksäule, welches somit beispielsweise auch die Form eines Drehknopfs, Druckknopfs oder Joysticks annehmen kann, der zudem frei im Bereich der Lenksäule oder des Armaturenbretts platziert werden kann. Alternatively to the operation of the locking units 13 . 18 by means of an operating lever 8th and linkage 16 can the locking units 13 . 18 For example, be operated by means of Bowden cable or by means of a particular electric actuator. In this way, there is the possibility of largely free placement and design of the actuator for adjusting the steering column, which thus may for example take the form of a knob, push button or joystick, which can also be placed freely in the steering column or the dashboard.

3 zeigt die Lenksäule nochmals in einer 1 entsprechenden Ansicht, wobei jedoch in 3 das Mantelrohr 1 teilweise weggeschnitten dargestellt ist. Auf diese Weise wird die spielfreie Lagerung des Führungsrohrs 2 im Mantelrohr 1 in Form einer Linearkugellagerung 25 ersichtlich. Die Linearkugellagerung 25 lässt sich mit geringem konstruktivem und Herstellungsaufwand dadurch realisieren, dass Mantelrohr 1 und Führungsrohr 2 entsprechende lineare Einprägungen erhalten, zwischen denen die Lagerkugeln der Linearkugellagerung 25 eingeschlossen sind. 3 shows the steering column again in one 1 corresponding view, however, in 3 the jacket pipe 1 partially cut away. In this way, the play-free storage of the guide tube 2 in the jacket tube 1 in the form of a linear ball bearing 25 seen. The linear ball bearing 25 can be realized with low constructive and manufacturing costs, that jacket tube 1 and guide tube 2 corresponding linear impressions obtained, between which the bearing balls of the linear ball bearing 25 are included.

Aufgrund der damit gegebenen spielfreien Lagerung des Führungsrohrs 2 im Mantelrohr 1 entfällt auch die Notwendigkeit, eine eigene Klemmeinrichtung vorzusehen, mit der das Führungsrohr 2 beim Stand der Technik im Mantelrohr 1 geklemmt werden muss (in der Verriegelungsstellung der Lenksäulenverstellung), um Klappergeräusche und unerwünschte Bewegungen zu unterbinden. Due to the thus given play-free storage of the guide tube 2 in the jacket tube 1 eliminates the need to provide a separate clamping device, with the guide tube 2 in the prior art in the jacket tube 1 must be clamped (in the lock position of the steering column adjustment) to prevent rattling noises and unwanted movements.

Die Lenksäule gemäß 1 bis 3 weist insgesamt den entscheidenden Vorteil auf, dass die wesentlichen Bestandteile bzw. Baugruppen, insbesondere Mantelrohr 1 mit Karosserieanbindungen 7 und 9, Führungsrohr 2 mit Lenkstockaufnahme 3, ferner Lenkwelle 5, 6 sowie Crasheinheit 22, 23 praktisch unverändert von existierenden, aktuatorisch verstellbaren Lenksäulen übernommen werden können. The steering column according to 1 to 3 Overall, has the decisive advantage that the essential components or assemblies, in particular casing 1 with body connections 7 and 9 , Guide tube 2 with steering column holder 3 , also steering shaft 5 . 6 as well as crash unit 22 . 23 virtually unchanged from existing, adjustable actuators steering columns can be adopted.

Zur Herstellung der manuell verstellbaren Lenksäule gemäß 1 bis 3 sind im Wesentlichen lediglich die Verstellspindeln der existierenden, aktuatorisch verstellbaren Lenksäule durch die Zahnstangen 12, 19, und die Verstellaktuatoren durch die Verriegelungseinheiten 13, 18 zu ersetzen, und eine mechanische Betätigungseinrichtung, beispielsweise in Form des Betätigungshebels 8 mit Übertragungsgestänge 16, zu ergänzen. For making the manually adjustable steering column according to 1 to 3 are essentially only the adjusting spindles of the existing, adjustable steering column by the racks 12 . 19 , and the Verstellaktuatoren by the locking units 13 . 18 to replace, and a mechanical actuator, for example in the form of the actuating lever 8th with transmission linkage 16 , to complete.

Die manuell verstellbare Lenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht damit Rationalisierungseffekte aufgrund ersparter Investitionskosten und gleichzeitig höherer Produktionsstückzahlen existierender Lenksäulen-Bauteile bzw. -Baugruppen. Ferner stimmen auch die Package-Abmessungen sowie die sonstigen Eigenschaften der mechanisch verstellbaren Lenksäule, wie beispielsweise Schwingungs-Eigenfrequenzen und Steifigkeiten ebenso wie die Crasheigenschaften mit zugehörigen, aktuatorisch verstellbaren Lenksäulen überein, was Vorteile und Vereinfachungen insbesondere bezüglich Austauschbarkeit und Variantenbildung auch für den OEM-Kunden der entsprechenden Lenksäulenbaugruppen bedeutet. The manually adjustable steering column according to the present invention thus allows rationalization effects due to saved investment costs and at the same time higher production quantities of existing steering column components or assemblies. Furthermore, the package dimensions and the other properties of the mechanically adjustable steering column, such as vibration natural frequencies and stiffness, are also correct as well as the crash characteristics with associated, actuator adjustable steering columns, which means advantages and simplifications, especially with regard to interchangeability and variant formation for the OEM customers of the corresponding steering column assemblies.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Mantelrohr casing pipe
2 2: Führungsrohr guide tube
3 3: Lenkstockaufnahme Pitman recording
4 4: Verstelleinrichtung adjustment
5 5: Lenkwellen-Lenkradaufnahme Steering shaft steering wheel holding
6 6: Lenkwellen-Lenkstrangaufnahme Steering shaft steering line recording
7 7: Karosserieanbindung body connection
8 8th: Betätigungshebel actuating lever
9 9: Karosserieanbindung body connection
10 10: Schwenkachse swivel axis
11 11: Lenkerelement link element
12 12: Koppelelement, Zahnstange Coupling element, rack
13 13: Verriegelungseinheit locking unit
14 14: Verriegelungsgehäuse lock housing
15 15: Zahnstück tooth piece
16 16: Übertragungsgestänge transmission linkage
17 17: Vertikalverstellrichtung Vertikalverstellrichtung
18 18: Verriegelungseinheit locking unit
19 19: Koppelelement, Zahnstange Coupling element, rack
20 20: Zahnstück tooth piece
21 21: Längsverstellrichtung Längsverstellrichtung
22 22: Crasheinheit crash unit
23 23: Crasheinheit-Führungsprofil Crash unit guide profile
24 24: schwenkbare Platte swiveling plate
25 25: Linearkugellagerung Linear ball bearings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006054455 A1 [0005]

Claims

Manually along a longitudinal adjustment direction ( 21 ) adjustable motor vehicle steering column with adjusting device ( 4 ), Body connection ( 7 . 9 ) and with steering column casing ( 1 ) and in the jacket tube ( 1 ) displaceable guide tube ( 2 ), the adjusting device ( 4 ) comprising a locking unit ( 18 ) for variable fixing of the guide tube ( 2 ) relative to the jacket tube ( 1 ) along the longitudinal adjustment direction ( 21 ), characterized in that the guide tube ( 2 ) in the jacket tube ( 1 ) stored without play ( 25 ), wherein the locking unit ( 18 ) formed as an independent assembly and by means of a force-transmitting coupling element ( 19 ) to the guide tube ( 2 ) is coupled.

Motor vehicle steering column according to Claim 1, characterized in that the motor vehicle steering column has a device for manual adjustment along a vertical adjustment direction ( 17 ) comprising a second locking unit ( 13 ) for variable fixing of the jacket tube ( 1 ) relative to the body connection ( 7 . 9 ) along the vertical displacement direction ( 17 ), wherein the second locking unit ( 13 ) formed as an independent assembly and by means of a second force-transmitting coupling element ( 12 ) to the body connection ( 7 . 9 ) is coupled.

Motor vehicle steering column according to claim 1 or 2, characterized in that jacket tube ( 1 ), Guide tube ( 2 ) and body connection ( 7 . 9 ) of the motor vehicle steering column are structurally identical to the corresponding components of an existing, electro-actuatably adjustable motor vehicle steering column.

Motor vehicle steering column according to one of claims 1 to 3, characterized in that the play-free mounting of the guide tube ( 2 ) in the jacket tube ( 1 ) by a linear ball bearing arrangement ( 25 ) is formed.

Motor vehicle steering column according to claim 4, characterized in that the raceways of the linear ball bearing assembly ( 25 ) by linear, substantially prismatic shaped impressions in the jacket tube ( 1 ) and in the guide tube ( 2 ) are formed.

Motor vehicle steering column according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and / or second force-transmitting coupling element a rack ( 19 . 12 ), wherein the first and / or second locking unit ( 18 . 13 ) a spring-loaded tooth piece ( 15 . 20 ), which between an open position in which the rack ( 19 . 12 ) in the locking unit ( 18 . 13 ) is axially freely movable, and a locking position in which the force-transmitting coupling element ( 19 . 12 ) by engagement of the tooth piece ( 15 . 20 ) in the rack ( 19 . 12 ) relative to the locking unit ( 18 . 13 ) is fixed axially, by means of a manual actuator ( 8th . 16 . 24 ) is movable back and forth.

Motor vehicle steering column according to claim 6, characterized in that the movement of the toothed piece ( 15 . 20 ) between the open position and the locking position by means of a mechanical manual operating lever ( 8th ) he follows.

Motor vehicle steering column according to claim 6, characterized in that the movement of the toothed piece ( 15 . 20 ) between the open position and the locking position by means of a hand-operated Bowden cable.

Motor vehicle steering column according to claim 6, characterized in that the movement of the toothed piece ( 15 . 20 ) between the open position and the locking position by means of an actuator.