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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit mit einer drehbar gelagerten Lenkwelle, die von einer Trageinheit gehalten ist, welche mindestens eine Gleithülse aufweist, welche eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche und eine sich dazwischen in Richtung einer Achse erstreckende Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hindurchführbar ist, wobei eine axiale Spannfläche des Befestigungsmittels in Richtung der Achse gegen die erste Stirnfläche gerichtet ist und die Trageinheit an zwischen den Stirnflächen ausgebildeten Gleitflächen gehalten ist, relativ zu denen sie im Crashfall quer zur Achse bewegbar ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer derartigen Lenksäule, umfassend eine Stelleinheit mit einer drehbar gelagerten Lenkwelle, die von einer Trageinheit gehalten wird, welche mindestens eine Gleithülse aufweist, welche eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche und eine sich dazwischen in Richtung einer Achse erstreckende Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einem Kraftfahrzeug hindurchgeführt und gegen die Karosserie des Kraftfahrzeugs verspannt wird, wobei eine axiale Spannfläche des Befestigungsmittels in Richtung der Achse gegen die erste Stirnfläche verspannt wird und die zweite Stirnfläche gegen die Karosserie verspannt wird, wodurch ein Randabschnitt der Trageinheit zwischen axialen, den Stirnflächen abgewandten Gleitflächen der Gleithülse axial eingespannt wird.
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Die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Stelleinheit, in der die Lenkspindel um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, an deren in Fahrtrichtung hinterem Ende ein Lenkrad zur Eingabe von Lenkbefehlen angebracht ist. Die Stelleinheit ist mittels einer Trageinheit üblicherweise an einem Querträger der Karosserie des Fahrzeugs angebracht.
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Zur Verbesserung der Insassensicherheit ist es bekannt, die Lenksäule in Längsrichtung nachgiebig auszugestalten, wenn im Crashfall ein Körper mit hoher Geschwindigkeit auf das Lenkrad aufprallt. Hierzu ist es aus der
DE 10 2014 104 350 B3 bekannt, die Trageinheit über eine Gleitführung in Längsrichtung verschiebbar an der Karosserie anzubringen. Im Crashfall bewirkt die in die Lenkwelle eingebrachte hohe Crashenergie ein Losbrechen und eine gleitende Verschiebung der Trageinheit relativ zur Karosserie, wobei eine Energieabsorption der kinetischen Crashenergie durch Reibung zwischen Trageinheit und Karosserie und/oder Verformung von Energieabsorptionselementen erfolgen kann, um eine kontrollierte Abbremsung zu erzeugen.
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Um eine kontrollierte Reibung und Energieabsorption zu realisieren, ist es bekannt, die Trageinheit und die Karosserie über Gleitelemente reibschlüssig miteinander zu verbinden, beispielsweise über mindestens eine Gleitkapsel oder Gleithülse. Eine gattungsgemäße Gleithülse umfasst einen im Wesentlichen rohr- oder hülsenförmigen Gleitkörper, der mittels eines Befestigungsmittels, beispielsweise eines durch eine axiale Durchgangsöffnung der Gleithülse hindurch in den Querträger der Karosserie eingeschraubten Befestigungsbolzens, am Fahrzeug festlegbar ist. Die Trageinheit weist eine korrespondierende Gleitführung auf, beispielsweise ein in Längsrichtung erstrecktes Langloch, in dem besagte Gleithülse im Crashfall unter Energieabsorption durch Reibung entlanggleiten kann, und eine Relativbewegung der Lenksäule relativ zur Karosserie ermöglicht.
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Zur Verbindung mit der Karosserie wird eine axiale Spannfläche des Befestigungselements gegen eine erste Stirnfläche der Gleithülse verspannt, und eine der ersten Stützfläche abgewandte zweite Stirnfläche der Gleithülse wird von dem Befestigungselement gegen die Karosserie verspannt. Zwischen den beiden besagten Stirnflächen an der Gleithülse angeordnete Gleitflächen werden durch die Verspannung des Befestigungselements an die Trageinheit angepresst, so dass eine reibschlüssige Verbindung erzeugt wird. Im Crashfall wird die Haltekraft dieser reibschlüssigen Verbindung überwunden, und eine Relativbewegung wird ermöglicht.
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Bei den bekannten Ausführungen von Gleithülsen werden die Gleitflächen mit der vom Befestigungselement von außen auf die Stirnflächen aufgebrachten Kraft reibschlüssig mit der Trageinheit verbunden. Folglich hängt die Haltekraft des im Crashfall zu lösenden Reibschlusses von der Verbindung der Gleithülse mit der Karosserie mittels des Befestigungselements ab. Dadurch wird die Einhaltung eines definierten, gleichbleibenden Energieabsorptionsverhaltens beim Losbrechen und Gleiten der Gleithülse relativ zur Trageinheit erschwert, was einen erhöhten Montage- und Überwachungsaufwand erforderlich macht und nachteilig hinsichtlich der Einhaltung eines definierten Sicherheitsniveaus sein kann.
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Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere und zuverlässigere Einstellung des Energieabsorptionsverhaltens zu ermöglichen.
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Darstellung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren gemäß dem Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit mit einer drehbar gelagerten Lenkwelle, die von einer Trageinheit gehalten ist, welche mindestens eine Gleithülse aufweist, welche eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche und eine sich dazwischen in Richtung einer Achse erstreckende Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hindurchführbar ist, wobei eine axiale Spannfläche des Befestigungsmittels in Richtung der Achse gegen die erste Stirnfläche gerichtet ist und die Trageinheit an zwischen den Stirnflächen ausgebildeten Gleitflächen gehalten ist, relativ zu denen sie im Crashfall quer zur Achse bewegbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass koaxial in der Durchgangsöffnung der Gleithülse eine Stützhülse angeordnet ist, die eine erste axiale Stützfläche und eine relativ dazu in einem axialen Stützabstand angeordnete zweite axiale Stützfläche aufweist, wobei die Gleithülse zwischen der zweiten Stützfläche und der Spannfläche angeordnet ist, und die erste Stützfläche gegen die Spannfläche des Befestigungsmittels verspannbar ist.
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Bei der Erfindung wird die von dem Befestigungsmittel axial, d.h. in Richtung der Achse der Durchgangsöffnung ausgeübten Spannkraft über die zwischen der Spannfläche und der Karosserie abgestützte Stützhülse übertragen. Die Stützhülse hat bevorzugt einen Rohrabschnitt, der als rohrförmiger Stützabschnitt dient und sich koaxial durch die Durchgangsöffnung der Gleithülse erstreckt, und der dann seinerseits die Durchgangsöffnung aufweist, durch die das Befestigungselement hindurchgeführt ist.
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Das Befestigungselement kann als Gewindebolzen, auch als Schraube bezeichnet, ausgebildet sein, der mit einem Gewinde zur Bildung einer Schraubverbindung in eine korrespondierende Gewindebohrung der Karosserie einschraubbar ist, und der bevorzugt an einem Kopf eine axiale Spannfläche aufweist, von der aus sich senkrecht das Gewinde erstreckt, die also gegen die Karosserie gerichtet ist. Durch Einschrauben in besagte Gewindebohrung der Karosserie kann die Spannfläche axial gegen die erste axiale Stützfläche axial verspannt werden, wodurch die Stützhülse gegen die Karosserie verspannt wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Stützhülse eine stirnseitige Lagerfläche aufweist. Diese liegt der ersten Stützfläche gegenüber, bezüglich der Gleithülse außen an der Stützhülse. Diese ist bezüglich der ersten axialen Stützfläche am anderen Ende der Stützhülse gegenüberliegend angeordnet und nach außen gerichtet, so dass diese stirnseitige Lagerfläche beim Anziehen der Schraubverbindung gegen die Karosserie angepresst wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die erste Stützfläche zu der ersten Stirnfläche in Richtung der Achse beabstandet ist. Bevorzugt ist der Abstand zwischen der ersten Stützfläche und der ersten Stirnfläche größer gleich 0,1 mm, bevorzugt größer 0,2mm. Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand kleiner 2mm ist.
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Die Stützhülse weist erfindungsgemäß eine zweite axiale Stützfläche auf, die in dieselbe axiale Richtung weist wie die erste Stützfläche, also ebenfalls der Spannfläche des Befestigungselements axial gegenüberliegt. Anders ausgedrückt sind die erste Stützfläche und die zweite Stützfläche in axialer Richtung stufenförmig angeordnet, wobei der axiale Abstand der erfindungsgemäße axiale Stützabstand ist, welcher der Stufenhöhe entspricht.
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Die Gleithülse ist mittels des Befestigungselements an der Stützhülse fixiert. Der bevorzugt rohrförmige Stützabschnitt erstreckt sich zwischen den beiden Stützflächen durch die Durchgangsöffnung hindurch, und die Gleithülse ist axial zwischen der Spannfläche des Befestigungselements und der zweiten axialen Stützfläche der Stützhülse angeordnet.
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Die Spannfläche des Befestigungselements, welche beispielsweise durch eine Axialfläche am Kopf eines Gewindebolzens gebildet wird, ist axial gegen die besagte erste Stützfläche an der einen Stirnseite der Stützhülse, und parallel dazu gegen die erste axiale, Stirnfläche der Gleithülse gerichtet. Mit ihrer zweiten axialen Stirnfläche stützt sich die Gleithülse gegen die zweite axiale Stützfläche der Stützhülse ab. Beim Anziehen der Schraubverbindung wird nun die Spannfläche bündig gegen die erste axiale Stützfläche der Stützhülse verspannt, und parallel dazu gegen die erste Stirnfläche der Gleithülse. Dabei wird die Stützhülse mit der gesamten durch das Befestigungselement ausgeübten axialen Spannkraft gegen die Karosserie verspannt, und die Gleithülse wird gleichzeitig zwischen dem Befestigungselement und der Stützhülse eingespannt. Ein Vorteil der Erfindung ist dabei, dass die axiale Kraft, mit der das Gleitelement zwischen der Stützhülse und dem Befestigungselement eingespannt wird, die als Einspannkraft bezeichnet werden kann, unabhängig von der Spannkraft vorgegeben werden kann, mit der die Stützhülse durch das Befestigungselement an der Karosserie festgelegt wird.
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Im montierten Zustand ist erfindungsgemäß der axiale Aufnahmeraum für die Gleithülse durch den Stützabstand zwischen der ersten und der zweiten Stützfläche der Stützhülse fix vorgegeben. Ob und in welchem Maß die Gleithülse dabei in montierten Zustand axial gestaucht wird, und wie hoch die dazu erforderliche, durch das Befestigungsmittel zu erzeugende Einspannkraft ist, kann durch die relative axiale Abmessung der Gleithülse sowie die Eigenschaften des Materials der Gleithülse in weiten Grenzen vorgegeben werden. Beispielsweise kann die Einspannkraft durch Einsatz eines relativ weichen, elastischen Materials und/oder eines relativ geringen Übermaßes der axialen Länge der Gleithülse, welche dem Axialabstand zwischen den beiden Stirnflächen entspricht, relativ gering vorgegeben werden, und durch ein größeres Übermaß und/oder eine höhere Steifigkeit bzw. geringere Elastizität höher eingestellt werden.
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Vorteilhaft ist, dass die Befestigung an der Karosserie unabhängig von der auf die Gleithülse ausgeübten Einspannkraft erfolgen kann. Dadurch kann die Energieabsorptionscharakteristik einfacher vorgegeben werden, und eine Beeinträchtigung durch die Montage kann weitestgehend ausgeschossen werden.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Stützhülse einen Stützteller hat, der die zweite axiale Stützfläche aufweist. Der Stützteller kann an dem der ersten Stützfläche gegenüberliegenden Ende des bevorzugt rohrförmigen Stützabschnitts bezüglich der Achse radial nach außen vorstehend ausgebildet sein, beispielsweise als umlaufender Bund. An dem Stützteller ist die zweite axiale Stützfläche mit derselben Normalenrichtung der ersten Stützfläche angeordnet. Zwischen den beiden Stützflächen erstreckt sich der bevorzugt rohrförmige Stützanschnitt, der koaxial in der Durchgangsöffnung der Gleithülse angeordnet ist. Außen auf seiner der zweiten axialen Stützfläche gegenüberliegenden Stirnseite hat der Stützteller eine axiale Lagerfläche, die mittels des Befestigungsmittels gegen die Karosserie verspannbar ist.
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Eine vorteilhafte Ausführung ist, dass die Gleithülse radial vorstehende Kragenabschnitte aufweist, welche die Stirnflächen und axiale Gleitflächen aufweisen. Die Kragenabschnitte können bevorzugt als umlaufende Ringscheiben an beiden axialen Enden eines rohrförmigen Gleithülsenabschnitts angeordnet sein, und flanschartig radial nach außen überstehen. Stirnseitig außen weisen die Kragenabschnitte die erste und zweite Stirnfläche auf. Auf ihren den Stirnflächen axial gegenüberliegenden Innenseiten, die sich axial gegenüberliegen, können bevorzugt axiale Gleitflächen ausgebildet sein. Zwischen diesen Gleitflächen kann ein in Längsrichtung verlaufender Randabschnitt eines plattenförmigen Halteabschnitts der Trageinheit reibschlüssig eingespannt sein. Dadurch, dass bei der Montage die Stirnflächen der Gleithülse zwischen dem Befestigungsmittel und der Stützhülse einspannt und dabei axial zusammengestaucht werden, werden besagte Gleitflächen gegeneinander bewegt und reibschlüssig an der Trageinheit verspannt. Die Haltekraft des Reibschlusses zwischen Gleithülse und Trageinheit kann eingestellt werden durch den Axialabstand der stirnseitig außen an den Kragenabschnitten angeordneten Stirnflächen relativ zum Stützabstand. Dadurch kann beim Montieren die auf die Stirnflächen ausgeübte Einspannkraft wie oben beschrieben eingestellt werden, wodurch die wirksame Reibkraft einfach, genau und reproduzierbar vorgegeben werden kann.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Gleithülse einen Hülsenabschnitt aufweist, der in ein Langloch der Trageinheit mit in einer Längsrichtung erstreckten Längsrändern eingesetzt ist. Der Hülsenabschnitt, auch als Gleithülsenabschnitt bezeichnet, kann sich axial durch ein in Längsrichtung offenes oder geschlossenes Langloch erstrecken, und kann im Crashfall in dem Langloch in Längsrichtung geführt gleiten. An dem Hülsenabschnitt können - bevorzugt in beiden Endbereichen - Kragenabschnitte wie vorangehend beschrieben angebracht sein. Die Kragenabschnitte stehen radial über den Hülsenabschnitt vor und weisen auf ihren gegeneinander gerichteten Axialflächen Gleitflächen auf. Der axiale Abstand der Gleitflächen, der durch die Länge des Hülsenabschnitts bestimmt ist, wird derart gewählt, dass ein plattenförmiger Halteabschnitt der Trageinheit dazwischen aufgenommen und eingespannt werden kann, beispielsweise ein Randabschnitt eines Langlochs. Dadurch, dass die Gleithülse erfindungsgemäß zwischen dem Befestigungsmittel und der Stützhülse eingespannt wird, werden die Kragenabschnitte axial gegeneinander belastet und infolge dessen wird die Trageinheit reibschlüssig zwischen den Gleitflächen eingespannt.
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Es kann vorteilhaft sein, dass die Stützhülse ein Material höherer Festigkeit als die Gleithülse aufweist. Die Stützhülse kann beispielsweise zumindest teilweise aus einem metallisches Material ausgebildet sein, beispielsweise aus Stahl. Dadurch werden eine hohe Festigkeit und/oder Steifigkeit gewährleistet, welche ermöglicht, die Stützhülse auch bei kleinen Abmessungen hinreichend fest mit der Karosserie zu verspannen. Die Gleithülse kann beispielsweise einen Kunststoff aufweisen, der eine geringere Steifigkeit und/oder Festigkeit hat als ein metallischer Werkstoff. Dadurch wird beim Montieren zunächst die Gleithülse zwischen dem Befestigungsmittel und der Stützhülse so weit axial gestaucht, wobei axiale und/oder plastische Verformungen auftreten können, bis die Spannfläche an der ersten axialen Stützfläche der Stützhülse anliegt, und die Axialabmessung der Gleithülse dem Stützabstand der Stützhülse entspricht.
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Die Stützhülse kann einstückig ausgebildet sein und/oder die Gleithülse kann einstückig ausgebildet sein. Die Stützhülse kann rationell und mit den geforderten Eigenschaften als Blechformteil zur Verfügung gestellt werden. Die Gleithülse kann beispielsweise als einstückiges Spritzgussteil aus einem thermoplastischem Elastomer oder einem Thermoplast gefertigt sein.
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Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Montage einer Lenksäule, umfassend eine Stelleinheit mit einer drehbar gelagerten Lenkwelle, die von einer Trageinheit gehalten wird, welche mindestens eine Gleithülse aufweist, welche eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche und eine sich dazwischen in Richtung einer Achse erstreckende Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einem Kraftfahrzeug hindurchgeführt und gegen die Karosserie des Kraftfahrzeugs verspannt wird, wobei eine axiale Spannfläche des Befestigungsmittels in Richtung der Achse gegen die erste Stirnfläche verspannt wird und die zweite Stirnfläche gegen die Karosserie verspannt wird, wodurch ein Randabschnitt der Trageinheit zwischen axialen, den Stirnflächen abgewandten Gleitflächen der Gleithülse axial eingespannt wird, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist,
dass in unmontiertem Zustand der Gleithülse die erste Stirnfläche und die zweite Stirnfläche einen Axialabstand haben,
dass in die Gleithülse im unmontierten Zustand eine Stützhülse eingesetzt wird, die eine erste axiale Stützfläche und eine relativ dazu in einem axialen Stützabstand angeordnete zweite axiale Stützfläche aufweist, wobei der Stützabstand kleiner gleich dem Axialabstand ist, und wobei die Gleithülse zwischen der zweiten Stützfläche und der Spannfläche angeordnet wird, und das Befestigungsmittel anschließend axial mittels des Befestigungsmittels mit der Stützhülse verspannt wird, bis die erste Stützfläche gegen die Spannfläche des Befestigungsmittels anliegt.
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Wie vorangehend beschrieben, kann durch den Stützabstand zwischen der ersten und zweiten axialen Stützfläche der Stützhülse definiert ist, und der dem axialen Abstand zwischen der Spannfläche des Befestigungsmittels und der zweiten Stützfläche der Stützhülse in montiertem Zustand entspricht, und durch die Axialabmessung der Gleithülse, die dem Axialabstand der beiden stirnseitigen Stützflächen im unmontierten, unverformten Zustand vorgegeben werden, wie stark die Gleithülse bei der Montage axial zusammengepresst wird. Dadurch kann die Halterkraft des Reibschlusses zwischen Trageinheit und Gleithülse vorgegeben werden.
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Beim Verspannen der Stützhülse mittels des Befestigungsmittels kann bevorzugt die Gleithülse zwischen der Spannfläche und der zweiten Stützfläche plastisch und/oder elastisch gestaucht werden. Die Stauchung erfolgt bei der Erfindung im Unterschied zum Stand der Technik weggesteuert dadurch, dass die Gleithülse um die definierte Wegdifferenz zwischen Stützabstand und Axialabstand axial gestaucht wird. Während im Stand der Technik ein hoher Meß- und Überwachungsaufwand erforderlich ist, um das Befestigungsmittel, beispielsweise einen Gewindebolzen mit genau definierter Spannkraft zu verspannen, kann bei der Erfindung die Reibkraft und damit das Energieabsorptionsverhalten bei einer relativen Verlagerung der Lenksäule relativ zur Karosserie im Crashfall einfach und genau durch die relativen Abmessungen von Stützhülse und Gleithülse vorgegeben werden. Dadurch ist die Montage vereinfacht, und die Haltekraft des Reibschlusses und damit das Crashniveau können reproduzierbar eingehalten werden.
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Sofern die Rede davon ist, dass die zweite Stirnfläche gegen die Karosserie verspannt wird, so kann dies entweder direkt, sprich die zweite Stirnfläche steht in direktem Kontakt mit der Karosserie, oder indirekt, unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Bauteile, erfolgen. So kann bei einer indirekten Verspannung eine Beilagscheibe und/oder eine Konsole zwischen der zweite Stirnfläche und der Karosserie. Die Karosserie kann einen Fahrzeugquerträger umfassen, an den die Lenksäule fixiert wird.
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Zur Montage kann eine Gleithülse separat bereitgestellt werden, oder bereits an einer Trageinheit angebracht sein, wobei beispielsweise die Längsränder eines Langlochs zwischen axialen Gleitflächen an radial vorstehenden Kragenabschnitten der Gleithülse aufgenommen sind. Anschließend kann eine Stützhülse mit einem rohrförmigen Stützabschnitt von der Karosserieseite her in die Durchgangsöffnung eingesteckt werden, bis eine an einem Stützteller ausgebildete zweite axiale Stützfläche gegen die zweite Stirnfläche der Gleithülse anliegt. Von der anderen Seite, also der Karosserie-abgewandten Lenksäulenseite her, wird dann ein Befestigungsmittel, bevorzugt ein Gewindebolzen, durch die Durchgangsöffnung der Stützhülse hindurchgesteckt und in eine Gewindebohrung in die Karosserie eingeschraubt. Beim weiteren Einschrauben gelangt die Spannfläche an der gegen die Karosserie gerichteten Unterseite eines Kopfes des Befestigungsmittels zunächst in Anlage mit der ersten Stirnfläche der Gleithülse. Durch weiteres Einschrauben wird durch die Spannfläche axialer Druck auf diese erste Stirnfläche ausgeübt, wodurch die Gleithülse zwischen Spannfläche und zweiter axialer Stützfläche mit der Einspannkraft zusammengestaucht wird, bis die Spannfläche gegen die erste Stützfläche anschlägt. Beim weiteren Festziehen wird die Einspannkraft nicht weiter erhöht, aber die Stützhülse durch die dabei weiter ansteigende Spannkraft mit der Karosserie verspannt, bis eine vorgegebene Spannkraft erreicht ist, die beispielsweise durch das Anzugsmoment eines als Gewindebolzen ausgebildeten Befestigungsmittels vorgegeben werden kann.
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Figurenliste
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
- 2 eine Ansicht von oben auf die Lenksäule gemäß 1,
- 3 einen Querschnitt A-A gemäß 2,
- 4 eine vergrößerte Teilansicht des Schnitts gemäß 3 in einem ersten teilmontierten Zustand,
- 5 die Teilansicht gemäß 4 in einem weiteren teilmontierten Zustand,
- 6 die Teilansicht gemäß 5 in fertig montiertem Endzustand.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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1 zeigt eine Lenksäule 1 als Ganzes, die eine Trageinheit 2 und eine davon gehaltene Stelleinheit 3 aufweist.
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Die Stelleinheit 3 weist eine Manteleinheit 31 auf, in der eine Lenkspindel 32 um eine in Längsrichtung verlaufende Längsachse L drehbar gelagert ist. An dem bezogen auf die Fahrtrichtung hinteren Ende weist die Lenkspindel 32 einen Befestigungsabschnitt 33 auf zur Anbringung eines hier nicht dargestellten Lenkrads.
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Die Trageinheit 2 weist im Wesentlichen plattenförmige Halteabschnitte 21 zur Anbringung der Lenksäule 1 an einem Querträger 4 einer Fahrzeugkarosserie, wie in 6 schematisch gezeigt.
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Von den Halteabschnitten 21 erstrecken sich Seitenwangen 22 nach unten, zwischen denen die Manteleinheit 31 gehalten ist. An den Seitenwangen 22 greift eine Spanneinrichtung 5 an, die mittels Betätigung eines Spannhebels 51 wahlweise in eine Fixierstellung oder eine Lösestellung gebracht werden kann. In der Fixierstellung ist die Stelleinheit 3 zwischen den Seitenwangen 22 eingespannt, so dass die Lenkradposition eines an der Lenkspindel 32 angebrachten Lenkrads relativ zur Trageinheit 2 im Fahrzeuginnenraum festgelegt ist. In der Lösestellung kann die Stelleinheit 3 zur Einstellung der Lenkradposition relativ zur Fahrerposition zumindest in einer Höhenrichtung H auf und ab verstellt werden, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet.
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Es ist auch bekannt, die Manteleinheit 31 teleskopartig auszugestalten, um eine Längsverstellung der Lenkspindel 32 in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Längsachse L zu ermöglichen, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet. Die Längsverstellung kann bevorzugt ebenfalls mittels der Spanneinrichtung 5 fixiert oder gelöst werden.
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2 zeigt eine Ansicht von oben. Darin ist erkennbar, dass jeder Halteabschnitt 21 ein Langloch 23 mit in Längsrichtung erstreckten Randabschnitten 24 aufweist. In jedem Langloch 23 ist jeweils eine Gleithülse 6 angeordnet, die eine senkrecht zur Erstreckung des Halteabschnitts 21 in Richtung einer Achse B durchgehende Durchgangsöffnung 61 hat.
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3 zeigt einen Querschnitt A-A in einer Ansicht in Richtung der Längsachse L von hinten, also auf den Befestigungsabschnitt 33. Darin ist die Anordnung der Gleithülsen 6 in de-Langlöchern 23 erkennbar, die seitlich durch die Randabschnitte 24 begrenzt werden.
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In den 4, 5 und 6 ist in derselben Ansicht wie in 3 in verschiedenen Montagezuständen ein Schnitt durch eine einzelne Gleithülse 6 vergrößert dargestellt.
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Die Gleithülse 6 hat einen rohrförmigen, bevorzugt zylindrischen Hülsenabschnitt 62, der an beiden Enden flanschartig radial nach außen überstehende Kragenabschnitte 63, 64 hat. Au-ßen weist der erste Kragenabschnitt 63 eine erste Stirnfläche 65 auf, und der andere Kragenabschnitt 64 eine zweite Stirnfläche 66. Die beiden Stirnflächen 65 und 66 haben in unverformten Zustand, wie in 4 und 5 dargestellt, einen Axialabstand C. Auf den Inenseiten weisen die Kragenabschnitte 63, 64 axial gegeneinander gerichtete Gleitflächen 67 auf, zwischen denen jeweils ein Randbereich 24 eines Langlochs 23 angeordnet ist.
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Eine Stützhülse 7 weist einen rohrförmigen, zylindrischen Stützabschnitt 71 auf, der in die Durchgangsöffnung 61 der Gleithülse 6 eingesetzt ist. An seinem einen Ende hat der Stützabschnitt 71 eine erste (axiale) Stützfläche 72. An dem von dieser abgewandten Ende schließt sich an den Stützabschnitt 71 ein Stützteller 73 an, der eine gegen die zweite Stirnfläche 66 axial anliegende zweite (axiale) Stützfläche 74 hat. Die erste Stützfläche 72 und die zweite Stützfläche 74 haben dieselbe Normalenrichtung, und haben einen axialen Stützabstand S voneinander. Der Stützabstand S, dies ist die axiale Länge des Stützabschnitts 71, die in die Durchgangsöffnung 61 eintaucht, ist um die Differenz d kleiner als der Axialabstand C, es gilt: S - C < 0.
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Somit ist die erste Stützfläche 72 zu der ersten Stirnfläche 65 in Richtung der Achse B beabstandet, sprich die erste Stützfläche 72 weist zu der ersten Stirnfläche 65 einen Abstand in Richtung der Achse B auf, wobei der Abstand der Differenz d entspricht.
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Im ersten Montageschritt gemäß 4 wird die Stützhülse 7 mit dem Stützabschnitt 71 in die Durchgangsöffnung 61 axial eingesteckt, bis der Stützteller 73 axial gegen den Kragenabschnitt 64 anliegt, also die Gleithülse 6 axial gegen die die zweite Stützfläche 74 abgestützt ist.
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Im nächsten, in 5 dargestellten Schritt wird ein Befestigungsmittel in Form eines Gewindebolzens 8 durch die Durchgangsöffnung 61 hindurchgesteckt, wobei er an einem Kopf 82 eine axiale Spannfläche 82 aufweist, die beim Einsetzen gegen die erste Stützfläche 72 am freien, dem Stützteller 73 abgewandten Ende der Stützhülse 7 gerichtet ist.
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Im nächsten Schritt, der in 6 dargestellt ist, wird der Gewindebolzen in eine Gewindebohrung 41 in dem Querträger 4 eingeschraubt. Wenn beim Einschrauben der Kopf 81 des Gewindebolzens 8 axial gegen die erste Stützfläche 72 am freien Ende des Stützabschnitts 71 anschlägt, wird die Stützhülse 7 am Querträger 4 festgelegt, und der Stützteller 73 wird dabei mit einer äußeren Lagerfläche 75 gegen den Querträger 4 verspannt.
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Beim Verspannen gegen die erste Stützfläche 72 der Stützhülse 7 wird die Spannfläche 82 gleichzeitig gegen die Stirnfläche 65 angepresst. Dadurch wird die Gleithülse 6 zwischen der Spannfläche 62 und der zweiten Stützfläche 74 axial von dem entspannten Axialabstand C bis auf den Stützabstand S zusammengestaucht, und die Randabschnitte 24 werden zwischen den Gleitflächen 67 mit einer definierten Einspannkraft, die abhängig ist von der Differenz C-A = d, eingespannt.
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Vorteilhaft ist, dass die Einspannkraft, welche die Reibung zwischen der Trageinheit 2 und den Gleithülsen 6 bei einer Verlagerung in Längsrichtung im Crashfall bestimmt, unabhängig davon ist, wie fest der Gewindebolzen 8 gegen die Stützhülse 6 verspannt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Trageinheit
- 21
- Halteabschnitt
- 22
- Seitenwange
- 23
- Langloch
- 24
- Randabschnitte
- 3
- Stelleinheit
- 31
- Manteleinheit
- 32
- Lenkspindel
- 33
- Befestigungsabschnitt
- 4
- Querträger (Fahrzeugkarosserie)
- 41
- Gewindebohrung
- 5
- Spanneinrichtung
- 51
- Spannhebel
- 6
- Gleithülse
- 61
- Durchgangsöffnung
- 62
- Hülsenabschnitt
- 63,64
- Kragenabschnitte
- 65
- erste Stirnfläche
- 66
- zweite Stirnfläche
- 67
- Gleitflächen
- 7
- Stützhülse
- 71
- Stützabschnitt
- 72
- erste Stützfläche
- 73
- Stützteller
- 74
- zweite Stützfläche
- 75
- Lagerfläche
- 8
- Gewindebolzen
- 81
- Kopf
- 82
- Spannfläche
- L
- Längsachse
- H
- Höhenrichtung
- B
- Achse
- C
- Axialabstand
- S
- Stützabstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014104350 B3 [0004]
