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Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung und ein Verfahren zu deren Einbau in ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
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Zur Lenkung eines Fahrzeugs wird häufig eine elektromechanische Servolenkung eingesetzt. Diese ist im Motorraum untergebracht und umfasst unter anderem eine Servounterstützung, eine Anpassung der Lenkkräfte oder eine aktive Lenkungsrückstellung. Das Lenkrad selbst wird über eine Lenkwelle mit dem Lenkgetriebe der Servolenkung verbunden. Die Lenkwelle ist in einer Lenksäule gelagert und diese ist an einem Querträger, insbesondere an einem Cockpitträger im Fahrerraum befestigt. Dabei wird der Durchtritt der Lenkwelle von der Fahrgastzelle in den Motorraum durch eine Stirnwand von einer Glocke abgedeckt. Diese Glocke liegt an der Lenksäule an und übernimmt abdichtende und abschirmende Funktionen.
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Die
EP 0 266 255 B1 beschreibt eine vorgefertigte Lenksäule zum Einbau in einen Kraftfahrzeuginnenraum. Hier ersetzt die Lenksäule zumindest in einem Fahrzeuglängsebenbereich in der Nähe der Lenkwelle die Spritzwand, die dann komplett mit der Lenkeinrichtung zwischen Kraftfahrzeuginnenraum und Motorraum eingesetzt wird. Die Befestigungsmittel dafür sind an der Karosserie in der Nähe der Unterkante der Windschutzscheibe und in der Nähe des Fahrzeugbodens vorgesehen. Einen so großen Bauteilverbund zusammengebaut in den Innenraum einer Kraftfahrzeugkarosserie einzusetzen kann zeitaufwändig und schwierig sein.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lenkeinrichtung und ein Verfahren zu deren Einbau im Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchem oben genannte Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und ein Einbauverfahren ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nach der Erfindung ist eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer in einer Lenksäule gelagerten Lenkwelle, die abgedichtet durch eine Öffnung einer Spritzwand geführt ist, die die Lenkwelle umgibt und einen Fahrgastraum von einem Motorraum trennt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lenkwelle durch eine diese umgebende, an der Spritzwand angebrachte Befestigungsglocke erstreckt, an der die Lenksäule um eine Fahrzeugquerrichtung verschwenkbar befestigt ist.
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Durch das Verbinden der Lenksäule mit der Befestigungsglocke kann vorteilhafterweise ein schwer erreichbarer Anbindungspunkt zur Befestigung der Lenksäule am Cockpitträger eingespart werden. Dies reduziert den Konstruktions- und Montageaufwand und führt zu einer Funktionszusammenführung im Lager in der Glocke. Dadurch entstehen zusätzlich Gewichtsvorteile, da eine Trägerstruktur im Cockpit entsprechend gewichtsoptimiert ausgelegt werden kann, da die Erfindung die steife Struktur der Stirnwand zur Festlegung der Lenksäule verwendet. Eine Anbindung der Lenksäule an deren unterem Ende führt weiterhin zu einer erhöhten Steifigkeit des Systems in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs. Weiter bietet die Befestigungsglocke eine passgenaue, kleinere und fertigungstechnisch flexiblere Art der Anbindung der Lenksäule.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle der Lenksäuleneinrichtung elastisch beweglich in der Befestigungsglocke gelagert ist. Dazu ist ein Lenkwellenlager aus der Lenksäule in die Befestigungsglocke gelegt. Diese kann dazu zweiteilig ausgeführt sein und ein Elastormerelement innerhalb der Glocke hält zentriert das Lenkwellenlager und ermöglicht eine begrenzte und entsprechend gefederte Bewegung der Lenkwelle in alle Raumrichtungen. Durch Variieren der Elastomerdicke, Steifigkeit und Geometrie kann vorteilhafterweise eine akustische Entkopplung und Reduzierung von Schwingungen am Lenkrad erzielt werden.
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Ein Verfahren zum Einbau der erfindungsgemäßen Lenksäuleneinrichtung in den Innenraum einer Kraftfahrzeugkarosserie zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkwelle zuerst durch die Spritzwandöffnung hindurchgeführt wird und danach die Befestigungsglocke an der Spritzwand und die Lenksäule an einem Cockpitträger befestigt wird.
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Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
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1: einen Querschnitt einer Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung und
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2: eine weitere Ausführungsform einer Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung im Querschnitt.
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In den Figuren werden für dieselben Merkmale dieselben Bezugszeichen verwendet.
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In den Figuren sind Lenkeinrichtungen für ein Kraftfahrzeug dargestellt, mit einer in einer Lenksäule 1 gelagerten Lenkwelle 2, die abgedichtet durch eine Öffnung 3 einer Spritzwand 4 geführt ist, die die Lenkwelle 2 umgibt und einen Fahrgastraum 5 von einem Motorraum 6 trennt. Die Lenkwelle 2 erstreckt sich durch eine diese umgebende, an der Spritzwand 4 angebrachte Befestigungsglocke 7, an der die Lenksäule 1 mittels eines Gelenks 8 um eine Fahrzeugquerrichtung verschwenkbar befestigt ist. Durch das Gelenk 8 ist ein Anbindungspunkt für die Lenkwelle 2 an der Befestigungsglocke 7 geschaffen. Dafür ist diese belastungsgerecht versteift ausgelegt und an der Spritzwand 4 befestigt. Das Gelenk 8 kann aus Metall oder Kunststoff oder aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Die Befestigungsglocke 7 ist an der Spritzwand 4 mittels einer angedeutet gezeichneten Verschraubung 11 angebracht, es sind jedoch auch weitere stoff- oder formschlüssige Verbindungen wie Schweißen, Walzen oder Kleben möglich. Die Konstruktion der Spritzwand 4 ist entsprechend der erhöhten Kräfte durch die Lagerung der Lenksäule 1 verstärkt auszuführen. Durch eine nicht gezeichnete Dichtung, die an der Lenkwelle 2 anliegt, wird der Fahrgastraum 5 vom Motorraum 6 getrennt und ein Faltenbalg 12 zwischen Lenksäule 1 und Befestigungsglocke 7 verschließt die Öffnung 3 zum Fahrgastraum 5 hin und ermöglicht eine bewegliche Lagerung der Lenksäule 1 an der Befestigungsglocke 7.
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In 1 erfolgt die Lagerung der Lenkwelle 2 innerhalb der Lenksäule 1 durch zwei Lager 9, 10. Dies können Wälz- oder Gleitlager sein, zur Lagerung der Lenkwelle 2 zunächst um deren Längsachse. Weiter ist, falls nötig, auch ein zusätzlicher Freiheitsgrad der Lenkwelle 2 in deren Längsrichtung denkbar, möglich durch nicht gezeichnete Schiebeführungen einer Kunststoffgleitlagerung oder einer Kugelführung.
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In der Ausführungsform nach 2, gegenüber der nach 1, wurde das Lager 10 aus der Lenksäule 1 in die Befestigungsglocke 7 gelegt. Dazu ist es nötig, die Befestigungsglocke 7 zweiteilig auszuführen und zwischen diese und das Lager 10 ein Elastomerelement 13 einzufügen. Das Elastomerelement 13 hält zentriert das Lager 10 und ermöglicht eine begrenzte und entsprechend gefederte Bewegung der Lenkwelle 2 in alle Raumrichtungen. Dabei kann konstruktiv die Dicke des Elastomerelements 13 variiert werden, wodurch über unterschiedliche Steifigkeit und Geometrie der elastisch beweglichen Lagerung der Lenkwelle 2 in der Befestigungsglocke 7 die bestmögliche akustische Entkopplung und Schwingungsreduzierung für ein Lenkrad 15 erzielt werden kann.
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Über ein Verfahren zum Einbau einer Lenksäuleneinrichtung in den Innenraum bzw. Fahrgastraum 5 einer Kraftfahrzeugkarosserie, gekennzeichnet dadurch, dass die Lenkwelle 2 vom Fahrgastraum 5 aus zuerst durch die Öffnung 3 in der Spritzwand 4 hindurchgeführt wird und danach die Befestigungsglocke 7 an der Spritzwand 4 und die Lenksäule 1 an einem Cockpitträger 14 befestigt wird, ist die vormontierte Lenkeinrichtung bestehend wenigstens aus Lenksäule 1, Lenkwelle 2 und Befestigungsglocke 7 fertigungsoptimiert montierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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