DE102017000354B4

DE102017000354B4 - Elektro-mechanische Fixiervorrichtung für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017000354B4
Application number: DE102017000354.8A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Specht; Sebastian Huber
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: DE102017000354A1; WO2018134185A1

Abstract

Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) für eine in ihrer Längsrichtung (12) und/oder in ihrer Höhenrichtung (11) verstellbare Lenksäule (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenksäule (1)
- ein Mantelrohr (5), das eine Lenkspindel (2) drehbar lagert,
- eine Führungsklammer (6), die mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt verbindbar ist und zwei Seitenwangen (18, 19) aufweist, zwischen denen das Mantelrohr (5) angeordnet ist, aufweist,
- wobei in einer Freigabestellung der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung (13) das Mantelrohr (5) gegenüber der Führungsklammer (6) in Längsrichtung (12) und/oder in Höhenrichtung (11) der Lenksäule (1) verstellbar ist und in einer Fixierstellung die eingestellte Position des Mantelrohrs (5) gegenüber der Führungsklammer (6) festgestellt ist, wobei die elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13)
- einen Spannbolzen (15), der die Seitenwangen (18, 19) der Führungsklammer (6) durchsetzt und mittels eines durch ein Gehäuse (222) gelagerten Elektromotors (17) um seine Achse drehbar ist, und
- einen Hubmechanismus (16) sowie ein Stützlager umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) mittels eines verschwenkbar gelagerten Hebels (23) auf den Spannbolzen (15) wirkt, wobei zwischen dem Elektromotor (17) und dem Spannbolzen (15) und/oder dem Gehäuse (222) wenigstens ein Entkopplungselement (28, 37) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektro-mechanische Fixiervorrichtung für eine verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11.
Verstellbare Lenksäulen dienen zur Anpassung der Position des Lenkrades an die Sitzposition des Fahrers und sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. In vielen Kraftfahrzeugen kann die vertikale Neigung der Lenksäule und/oder der Abstand des Lenkrades zum Fahrer eingestellt werden. Nach dem Einstellen der Lenksäule wird diese in der gewünschten Position fixiert. Hierzu ist eine Vielzahl von Klemmmechanismen für in axialer und/oder vertikaler Richtung verstellbare Lenksäulen von Kraftfahrzeugen bekannt. Bei elektro-mechanischen Fixiervorrichtungen wird der Fixiermechanismus nicht mittels eines Stellhebels betätigt, sondern durch einen Elektromotor, der über eine Getriebeeinheit mit dem Klemmmechanismus gekoppelt ist.
Die DE 10 2010 039 896 A1 offenbart eine elektromechanische Fixiervorrichtung ohne ein Gehäuse. Aus der US 5 035 446 A ist eine elektromechanische Fixiervorrichtung für eine Lenksäule bekannt, die nur in Axialrichtung verstellbar ist. Diese Fixiervorrichtung weist keinen um seine Achse drehbaren Spannbolzen auf, der zwei Seitenwangen einer Führungsklammer durchsetzt.
Aus der gattungsbildenden US 7 631 898 B2 ist eine elektro-mechanische Fixiervorrichtung bekannt, welche einen Elektromotor aufweist, der ein Getriebe antreibt, welches in Wirkverbindung mit einem Klemmmechanismus steht. Schwingungen des Antriebs werden dabei direkt über die Anbindung auf die Lenksäule übertragen. Dies führt zu unangenehmen Vibrationen an der Lenksäule und zu einer als negativ durch den Bediener empfundenen Geräuschentwicklung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektro-mechanische Fixiervorrichtung anzugeben, die ein verbessertes Schwingungs- und Geräuschverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird von einer elektro-mechanischen Fixiervorrichtung für eine verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Demnach ist eine elektro-mechanische Fixiervorrichtung für eine in ihrer Längsrichtung und/oder in ihrer Höhenrichtung verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Lenksäule weist ein Mantelrohr, das eine Lenkspindel drehbar lagert, eine Führungsklammer, die mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt verbindbar ist und zwei Seitenwangen auf, zwischen denen das Mantelrohr angeordnet ist. In einer Freigabestellung der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung ist das Mantelrohr gegenüber der Führungsklammer in Längsrichtung und/oder in Höhenrichtung der Lenksäule verstellbar und in einer Fixierstellung ist die eingestellte Position des Mantelrohrs gegenüber der Führungsklammer festgestellt. Die elektro-mechanische Fixiervorrichtung weist einen Spannbolzen, der die Seitenwangen der Führungsklammer durchsetzt und beim Öffnen, d. h. bei einer Überführung ausgehend von der Fixierstellung in die Freigabestellung, und Schließen, d. h. bei einer Überführung ausgehend von der Freigabestellung in die Fixierstellung, der Fixiervorrichtung mittels eines durch ein Gehäuse gelagerten Elektromotors um seine Achse drehbar ist, und einen Hubmechanismus sowie ein Stützlager auf, wobei bevorzugt die Seitenwangen der Führungsklammer und das Mantelrohr zwischen dem Hubmechanismus und dem Stützlager angeordnet sind, und wobei der Elektromotor mittels eines verschwenkbar gelagerten Hebels auf den Spannbolzen wirkt, und wobei zwischen dem Elektromotor und dem Spannbolzen und/oder dem Gehäuse wenigstens ein Entkopplungselement vorgesehen ist. Dieses Entkopplungselement ist derart ausgestaltet, dass die Schwingungen des Elektromotors gedämpft auf den Spannbolzen und/oder das Gehäuse übertragen werden. Weil der Elektromotor mittels eines verschwenkbar gelagerten Hebels auf den Spannbolzen wirkt, ist die elektro-mechanische Fixiervorrichtung besonders kompakt. Zudem werden wegen des Entkopplungselementes störende Schwingungen des Elektromotors nicht oder nur gedämpft auf die Lenksäule übertragen. Vorzugsweise weist eine Rotorwelle des Elektromotors eine Gewindespindel auf, die mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, wobei die Spindelmutter mit dem Hebel verbunden ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann in dem Mantelrohr ein inneres Mantelrohr verschiebbar aufgenommen sein.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das wenigstens eine Entkopplungselement zwischen der Spindelmutter und dem Hebel vorgesehen ist und somit die Spindelmutter mit dem Hebel nur mittelbar verbunden ist. Vorzugsweise ist das eine Entkopplungselement in einer Ausnehmung des Hebels angeordnet und das wenigstens eine Entkopplungselement weist eine Ausnehmung auf, in der die Spindelmutter gehalten ist, so dass das wenigstens eine Entkopplungselement die Spindelmutter mit dem Hebel verbindet. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen der Spindelmutter und dem Hebel mittels des wenigstens eine Entkopplungselement derart ausgestaltet ist, dass beim Verfahren der elektro-mechanische Fixiervorrichtung von der Fixierstellung in die Freigabestellung die Spindelmutter rotatorisch vorgespannt wird. Das wenigstens eine Entkopplungselement wird dabei bevorzugt elastisch verformt. Der Elektromotor wird somit beim Schließen bzw. beim Übergang der Fixiervorrichtung in die Fixierstellung unterstützt. Es kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich oder ausschließlich wenigstens ein Entkopplungselement in einem Gelenk zwischen dem Gehäuse und dem Elektromotor angeordnet ist und dort ein Übertragen von Vibrationen verhindert bzw. mindert. Dieses Entkopplungselement kann ebenfalls derart ausgestaltet sein, dass beim Überführen der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung von der Fixierstellung in die Freigabestellung das Gehäuse gegenüber dem Elektromotor vorgespannt wird.
Es ist bevorzugt, dass das wenigstens eine Entkopplungselement ein Elastomer aufweist. Das wenigstens eine Entkopplungselement kann auch teilweise oder vollständig aus Gummi sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Entkopplungselemente vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Spindelmutter angeordnet sind. In dem Fall, dass auch wenigstens ein Entkopplungselement zwischen Gehäuse und Elektromotor angeordnet ist, ist es bevorzugt, wenn wenigstens zwei Entkopplungselemente vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind.
Vorzugsweise weist der Hubmechanismus zwei Hubscheiben auf, wobei eine erste Hubscheibe drehfest mit dem Spannbolzen verbunden ist und eine zweite Hubscheibe auf dem Spannbolzen axial verschieblich in dem Gehäuse geführt ist, und wobei das Gehäuse schwimmend auf der zweiten Hubscheibe gelagert ist. Eine zusätzliche Befestigung des Gehäuses an der Karosserie ist somit nicht notwendig und eine kompakte Bauweise kann ermöglicht werden.
Die zwei Hubscheiben können beispielsweise eine Nockenkontur aufweisen. Es ist ebenfalls denkbar und möglich, dass zwischen den Hubscheiben Wälzkörper oder Kippstifte angeordnet sind.
Der Hubmechanismus kann alternativ auch eine Mutter aufweisen, die mit einem Gewinde auf dem Spannbolzen zusammenwirkt und durch die Verlagerung der Mutter in Richtung der Achse des Spannbolzens einen Klemmhub bereitstellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Rotorwelle des Elektromotors mit einer Schnecke anstelle einer Gewindespindel drehfest verbunden ist, wobei die Schnecke mit einem Schneckenrad kämmt, das drehfest mit der ersten Hubscheibe verbunden ist. Das Schneckenrad bildet dabei den Hebel.
Allen Ausführungsformen ist gemein, dass vorzugsweise die beiden Hubscheiben als Hubgetriebe mit dem Stützlager zur Bereitstellung eines Klemmhubs für die Fixierstellung der Fixiervorrichtung zusammenwirken.
Weiterhin ist eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen elektro-mechanischen Fixiervorrichtung vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

1: eine räumliche Darstellung einer Lenksäule mit elektromechanischer Fixiervorrichtung in Fixierstellung,
2: eine teilweise Explosionszeichnung der Fixiervorrichtung,
3: eine perspektivische Detailansicht der Fixiervorrichtung in Fixierstellung,
4: eine räumliche Darstellung der Fixiervorrichtung in Freigabestellung,
5: eine Explosionszeichnung der Anbindung des Elektromotors an den Hebel der 3,
6: eine detaillierte Ansicht der 5 im Bereich der Spindelmutter, sowie
7: eine Explosionszeichnung einer weiteren Anbindung des Elektromotors an den Hebel.

In der 1 ist eine Lenksäule 1 veranschaulicht, die eine Lenkspindel 2 umfasst, die um ihre Drehachse 3 drehbar in einer Lenkspindellagereinheit 4 mit einem Mantelrohr 5 gelagert ist. Das Mantelrohr 5 ist in einer Führungsklammer 6 entlang der Längsachse der Lenkspindel 2 verschiebbar geführt. Das Mantelrohr 5 ist um eine Schwenkachse 7 in der Führungsklammer 6 schwenkbar gelagert. Die Führungsklammer 6 ist durch ein als Konsole ausgebildetes Halteteil 8 gehaltert, wobei sich die Führungsklammer 6 zusammen mit dem Mantelrohr 5 im Fall eines Fahrzeugfrontalaufpralls gegenüber dem Halteteil 8 unter Energieabsorption verlagern kann. Die Energieabsorption erfolgt durch die plastische Deformation eines Deformationselementes, beispielsweise einer Biege-Reiß-Lasche 88. Die Führungsklammer 6 kann auch als Schlitten bezeichnet werden. Das Halteteil 8 kann in Befestigungspunkten 9 an der nicht dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigt werden. Die von einem Fahrer über ein (nicht dargestelltes) Lenkrad in die Lenkspindel 2 eingebrachte Drehbewegung wird über ein Kardangelenk 10 und weitere Lenkwellenteile in das nicht dargestellte Lenkgetriebe eingebracht. Zur Erhöhung des Komforts des Fahrers kann die Lenksäule 1 in ihrer Höhe in eine erste Verstellrichtung, auch als Höhenrichtung 11 bezeichnet, und in ihrer Länge in eine zweite Verstellrichtung, auch als Längsrichtung 12 bezeichnet, verstellt werden. Hierzu ist eine Fixiervorrichtung 13 vorgesehen, die einen Spannapparat 14 umfasst.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Mantelrohr als ein Innenmantelrohr ausgebildet ist, welches in einem Außenmantelrohr verschiebbar aufgenommen ist, wobei das Außenmantelrohr durch ein Führungsklammer verschwenkbar getragen ist und die Führungsklammer mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Mit anderen Worten ist es sowohl möglich, die Führungsklammer direkt mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu verbinden oder unter Zwischenschaltung eines Halteteils.
Der Spannapparat 14 weist, wie in 2 dargestellt ist, einen Spannbolzen 15, einen Hubmechanismus 16, ein Stützlager 155 und einen Elektromotor 17 auf. Durch Verdrehung des Spannbolzens 15 werden in dieser Ausführungsform zwei Nocken des Hubmechanismus 16 gegeneinander verdreht und die Seitenwangen 18, 19 des Halteteils 8 zusammengezogen, wodurch eine reibschlüssige Verspannung der Seitenwangen 18, 19 des Halteteils 8 mit den Seitenflächen des Mantelrohrs 5 erfolgt. Das Stützlager umfasst ein Axiallager und eine Sechskantmutter mit Innengewinde, die mit einem Gewinde des Spannbolzens 15 koppelbar ist. Das Axiallager ist bevorzugt als Wälzlager ausgebildet und ist zwischen der Seitenwange 18 und der Sechskantmutter angeordnet.
Der Spannbolzen 15 durchsetzt Langlöcher 199 in den Seitenwangen 18, 19 der Führungsklammer und Löcher 55 in den Seitenflächen des Mantelrohrs 5. Der Hubmechanismus 16 ist auf dem elektromotornahen Ende des Spannbolzens 15 und das Stützlager 155 auf dem anderen Ende des Spannbolzens 15 angeordnet. Die Seitenwangen 18, 19 sowie das Mantelrohr 5 sind zwischen dem Hubmechanismus 16 und dem Stützlager 155 angeordnet.
Durch Drehen des Spannbolzens 15 kann die Fixiervorrichtung wahlweise in eine Freigabestellung, auch geöffnete Stellung genannt, oder eine Fixierstellung, auch geschlossene Stellung genannt, umgeschaltet bzw. überführt werden. In der Freigabestellung kann die Lenkspindel 2, beziehungsweise das daran befestigte Lenkrad (nicht dargestellt in den Figuren) in ihrer Position verstellt werden, insbesondere in der Längsrichtung und der Höhen- oder Neigungsrichtung verschoben werden. In der Fixierstellung der Fixiervorrichtung 13 ist das Mantelrohr 5 in seiner Position zur Führungsklammer 6 fixiert.
Der Elektromotor 17 weist eine Rotorwelle 20 mit einer Gewindespindel 21 auf, die mit einer Spindelmutter 22 in Wirkeingriff steht. Die Spindelmutter 22 ist mit einem Hebel 23 verbunden, der mit einer ersten Nockenscheibe 24 drehfest verbunden ist, die mit einer zweiten Nockenscheibe 25 als Hubgetriebe zur Bereitstellung eines Klemmhubs zusammenwirkt. Die Spindelmutter 22 ist verschwenkbar um eine Achse, die orthogonal zur Längsachse der Gewindespindel 21 orientiert ist, mit dem Hebel 23 verbunden. Der Elektromotor 17 und der Hebel 23 sind in einem Gehäuse angeordnet. Die zweite Nockenscheibe 25 weist zwei aus einer im Wesentlichen runden Grundform radial hervorstehende und sich diametral gegenüberliegende Ansätze 26 auf und zwei in Richtung der Führungsklammer 6 vorstehende Vorsprünge 27. Das Gehäuse 222 weist eine Ausnehmung zur Durchführung des Spannbolzens 15 auf, die so ausgeformt ist, dass sie eine Führung für die zweite Nockenscheibe 25 ausschließlich in Axialrichtung bildet. Eine Verdrehung der zweiten Nockenscheibe 25 mit dem Spannbolzen 15 ist somit ausgeschlossen. Das Gehäuse 222 der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung 13 ist schwimmend auf der zweiten Nockenscheibe 25 gelagert und kann sich während der Überführung zwischen der Fixierstellung und der Freigabestellung axial auf dem Spannbolzen 15 und der zweiten Nockenscheibe 25 bewegen. Der Elektromotor 17 ist auf einer gewindespindelfernen Seite mittels eines Gelenks 223 an dem Gehäuse 222 gehaltert. Dieses Gelenk 223 ist erforderlich, um einen Winkelausgleich, der bei der Betätigung des Hebels 23 auftritt, auszugleichen.
Die Spindelmutter 22 wird mittels des Elektromotors 17 auf der Gewindespindel 21 entlang einer Längsachse verfahren, wobei durch das Zusammenwirken der Gewindespindel 21 und der Spindelmutter 22 die rotatorische Bewegung der mit der Rotorwelle 20 gekoppelten Gewindespindel 21 in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter 22 in Richtung der Längsachse der Gewindespindel 21 umgewandelt wird. Der Hebel 23 ist mit der Spindelmutter 22 verbunden. Ein Verfahren der Spindelmutter 22 verschwenkt den Hebel 23 um eine Schwenkachse, die mit einer Längsachse des Spannbolzens zusammenfällt. Der Hebel ist mit dem Spannbolzen derart verbunden, dass ein Verschwenken des Hebels 23 eine Rotation des Spannbolzens 15 bewirkt.
In den 3 und 4 sind die Fixerstellung und die Freigabestellung der Fixiervorrichtung im Detail dargestellt.
Durch ein Verschwenken des Hebels 23 bzw. einer Drehung des Spannbolzens 15 wird die damit drehfest verbundene erste Nockenscheibe 24 gegenüber der zweiten Nockenscheibe 25 verdreht. Durch das Zusammenspiel der beiden Nockenscheiben 24, 25 verändert sich der Abstand zwischen dem Hebel 23 und dem Mantelrohr 5. In dem Übergang zur Fixierstellung wird der Abstand vergrößert, in dem die beiden Nockenscheiben 24, 25 auseinander gedreht werden und sich somit die Tiefe der beiden Bauteile vergrößert, so dass die zweite Nockenscheibe 25 aus der Ausnehmung des Gehäuses 222 heraus gedrückt wird und sich an der Seitenwange 19 der Führungsklammer 6 abstützt und dabei das Stützlager 155 gegen die gegenüberliegende Seitenwange 18 der Führungsklammer 6 zieht. Die Fixiervorrichtung ist nun so verspannt, dass die Seitenwangen 18, 19 der Führungsklammer 6 zusammengezogen sind, wodurch eine reibschlüssige Verspannung der Seitenwangen 18, 19 mit den Seitenflächen des Mantelrohrs 5 erfolgt. Der Abstand zwischen der Fixiervorrichtung 13 und der Seitenwange 19 weist einen höheren Wert in der Fixierstellung als in der Freigabestellung auf, da die Seitenwangen 18, 19 zusammengezogen sind.
Bei dem Übergang in die Freigabestellung, siehe 4, wird die erste Nockenscheibe 24 gegenüber der zweiten Nockenscheibe 25 verdreht, bis die beiden Bauteile ineinander greifen und sich ihre Tiefe verringert. Dadurch verschiebt sich die zweite Nockenscheibe 25 im Gehäuse 222 axial in Richtung des Hebels 23 und das Stützlager 155 löst sich von den Seitenwangen 18, 19. Die Verspannung der Fixiervorrichtung 13 ist somit gelöst und das Mantelrohr 5 der Lenksäule 1 ist zur Verstellung freigegeben.
Eine gewünschte Modularität der Fixiervorrichtung kann durch verschiedene Gewindesteigungen und Hebellängen realisiert werden. Ebenfalls ist es denkbar und möglich, dass das Gewinde ein- oder mehrgängig ausgeführt ist.
Die 5 und 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verbindung zwischen Spindelmutter 22 und Hebel 23. Die Spindelmutter 22 wird mittels des Elektromotors 17 auf der Gewindespindel 21 entlang der Längsachse der Gewindespindel 21 verfahren. Der Hebel 23 ist mit der Spindelmutter 22 über zwei erste Entkopplungselemente 28 verbunden. Dazu weist der Hebel 23 einen U-förmigen Bereich 29 auf, dessen Schenkel 30 jeweils eine Ausnehmung 31 aufweisen. Die Ausnehmung 31 ist im Wesentlichen ein Rechteck, das mittig kreisförmig ausgestaltet ist. Das Rechteck erstreckt sich dabei mit seiner Längsachse entlang der Längsachse des Hebels. Die Längsachse des Hebels entspricht jener Achse, die sich zwischen der Verbindung mit der Spindelmutter 22 und der Spannachse 15 erstreckt. In die Ausnehmungen 31 ist jeweils das komplementär dazu ausgestalte erste Entkopplungselement 28 eingesetzt. Das erste Entkopplungselement 28 weist in dem kreisförmigen Bereich eine H-förmige Ausnehmung 32 auf, die sich in der Fixierstellung mit einer ihrer senkrecht aufeinander stehenden Symmetrieachsen entlang der Längsachse der Gewindespindel 21 erstreckt. Die Symmetrieachse bzw. die Längsachse der Gewindespindel 21 nehmen somit einen vordefinierten Winkel zu der Längsachse der Ausnehmung 31 ein. Dieser Winkel liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 30 und 60 Grad. Die Spindelmutter 22 weist auf ihrer Außenseite dazu komplementäre H-förmige Vorsprünge 33 auf. Die beiden ersten Entkopplungselemente 28 sind somit auf gegenüberliegenden Seiten der Spindelmutter 22 auf den Vorsprüngen 33 angeordnet und stellen mit ihrem Sitz in dem Hebel 23 die Verbindung vom Elektromotor 17 zur Lenksäule her. Die ersten Entkopplungselemente 28 sind bevorzugt aus Elastomer oder Gummi hergestellt. Das Verschwenken des Hebels 23 durch die Spindelmutter 22 wird somit spielfrei und der Körperschall des Elektromotors wird bei bestimmten Frequenzen gedämpft. Durch die spezifische Ausgestaltung der ersten Entkopplungselemente 28 bzw. der Anbindung wird die Spindelmutter 22 beim Übergang von der Fixierstellung in die Freigabestellung rotatorisch vorgespannt. Das Verfahren der Spindelmutter 22 auf der Gewindespindel 21 erzeugt eine Verdrehung der Ausnehmung 31 des Hebels 23 gegenüber den H-förmigen Vorsprüngen 33 der Spindelmutter 22, was zu einer Verformung der ersten Entkopplungselementen 28 führt. Diese Verformungsenergie steht bei dem Verfahren der Fixiervorrichtung in die Fixierstellung zur Verfügung, wodurch der Elektromotor beim Schließvorgang unterstützt wird. Die ersten Entkopplungselemente 28 wirken dabei wie eine Torsionsfeder.
Der Elektromotor 17 ist auf einer gewindespindelfernen Seite mittels des Gelenks 223 mit dem Gehäuse 222 verbunden. Dieses Gelenk 223 ist erforderlich, um einen Winkelausgleich, der bei der Betätigung des Hebels 23 auftritt, auszugleichen. Das Gelenk weist einen U-förmigen Bereich 34 auf, der sich an den Elektromotor 17 anschließt und fest mit diesem verbunden ist. Die Schenkel 35 des U-förmigen Bereichs 34 weisen Ausnehmungen 36 auf, die im Wesentlichen rechteckig sind und in der Mitte kreisförmig ausgestaltet sind. Das Rechteck erstreckt sich dabei mit seiner Längsachse senkrecht zur Längsachse der Gewindespindel 21. In die Ausnehmungen 36 ist jeweils ein komplementär dazu ausgestaltetes zweites Entkopplungselement 37 eingesetzt. Die zweiten Entkopplungselemente 37 weisen jeweils in dem kreisförmigen Bereich eine H-förmige Ausnehmung 38 auf, die sich in der Fixierstellung mit einer ihrer senkrecht aufeinander stehenden Symmetrieachsen entlang der Längsachse der Gewindespindel 21 erstreckt. Das Gehäuse 222 weist auf seiner Außenseite dazu komplementäre H-förmige Vorsprünge 39 auf, die sich in der Fixierstellung ebenfalls mit einer ihrer senkrecht aufeinander stehenden Symmetrieachsen entlang der Längsachse der Gewindespindel 21 erstrecken. Die beiden zweiten Entkopplungselemente 37 sind somit auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 222 auf den Vorsprüngen 39 angeordnet und stellen mit ihrem Sitz in dem fest mit dem Elektromotor 17 verbundenen Schenkel 35 die Verbindung vom Elektromotor 17 zum Gehäuse 222 her. Die zweiten Entkopplungselemente 37 sind ebenfalls bevorzugt aus Elastomer oder Gummi hergestellt. Das Verschwenken des Gehäuses 222 gegenüber dem Elektromotor 17 wird somit spielfrei und der Körperschall des Elektromotors 17 wird gedämpft. Durch die spezifische Ausgestaltung der zweiten Entkopplungselemente 37 wird das Gehäuse beim Übergang von der Fixierstellung in die Freigabestellung gegenüber dem Elektromotor vorgespannt. Die Verformungsenergie der zweiten Entkopplungselemente unterstützt den Elektromotor somit ebenfalls beim Schließvorgang.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gelenk 223 durch entsprechende Ausnehmungen in dem Gehäuse und Vorsprünge am Elektromotor gebildet ist.
In der 7 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der ersten und zweiten Entkopplungselemente 28, 37 und die entsprechenden Vorsprünge 33, 39 dargestellt. Die Vorsprünge 33 der Spindelmutter 22 und die Vorsprünge 39 des Gehäuses 222 und die entsprechenden Ausnehmungen 32, 38 in den Entkopplungselementen 28, 37 sind im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel kreisrund ausgestaltet. Die Entkopplungselemente 28, 37 verhindern somit, dass Vibrationen des Elektromotors 17 übertragen werden und Geräusche entstehen, aber eine Vorspannung beim Verfahren der Fixiervorrichtung von der Fixierstellung in die Freigabestellung entsteht nicht, da sich die Vorsprünge 33, 39 in den Entkopplungselemente 28, 37 frei drehen können.
Optional kann bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen die Vorspannung auch in der Spannachse der Lenksäule umgesetzt werden.

Claims

Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) für eine in ihrer Längsrichtung (12) und/oder in ihrer Höhenrichtung (11) verstellbare Lenksäule (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenksäule (1) - ein Mantelrohr (5), das eine Lenkspindel (2) drehbar lagert, - eine Führungsklammer (6), die mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt verbindbar ist und zwei Seitenwangen (18, 19) aufweist, zwischen denen das Mantelrohr (5) angeordnet ist, aufweist, - wobei in einer Freigabestellung der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung (13) das Mantelrohr (5) gegenüber der Führungsklammer (6) in Längsrichtung (12) und/oder in Höhenrichtung (11) der Lenksäule (1) verstellbar ist und in einer Fixierstellung die eingestellte Position des Mantelrohrs (5) gegenüber der Führungsklammer (6) festgestellt ist, wobei die elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) - einen Spannbolzen (15), der die Seitenwangen (18, 19) der Führungsklammer (6) durchsetzt und mittels eines durch ein Gehäuse (222) gelagerten Elektromotors (17) um seine Achse drehbar ist, und - einen Hubmechanismus (16) sowie ein Stützlager umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) mittels eines verschwenkbar gelagerten Hebels (23) auf den Spannbolzen (15) wirkt, wobei zwischen dem Elektromotor (17) und dem Spannbolzen (15) und/oder dem Gehäuse (222) wenigstens ein Entkopplungselement (28, 37) vorgesehen ist.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotorwelle (20) des Elektromotors (17) eine Gewindespindel (21) aufweist, die mit einer Spindelmutter (22) in Eingriff steht, wobei die Spindelmutter (22) mit dem Hebel (23) verbunden ist.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Entkopplungselement (28) zwischen der Spindelmutter (22) und dem Hebel (23) vorgesehen ist.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Entkopplungselement (28) in einer Ausnehmung (31) des Hebels (23) angeordnet ist und das wenigstens eine Entkopplungselement (28) eine Ausnehmung (32) aufweist, in der die Spindelmutter (22) gehalten ist, so dass das wenigstens eine Entkopplungselement (28) die Spindelmutter (22) mit dem Hebel (23) verbindet.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Spindelmutter (22) und dem Hebel (23) mittels des wenigstens einen Entkopplungselements (28) derart ausgestaltet ist, dass beim Überführen der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung (13) von der Fixierstellung in die Freigabestellung die Spindelmutter (22) rotatorisch vorgespannt wird.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Entkopplungselement (37) in einem Gelenk (223) zwischen Gehäuse (222) und Elektromotor (17) angeordnet ist.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Entkopplungselement (37) derart ausgestaltet ist, dass beim Überführen der elektro-mechanischen Fixiervorrichtung (13) von der Fixierstellung in die Freigabestellung das Gehäuse (222) gegenüber dem Elektromotor (17) vorgespannt wird.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Entkopplungselement (28, 37) ein Elastomer aufweist.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Entkopplungselemente (28) vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten der Spindelmutter (22) angeordnet sind.
Elektro-mechanische Fixiervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Entkopplungselemente (37) vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (222) angeordnet sind.
Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer elektro-mechanischen Fixiervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10.