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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit, in der eine Lenkspindel um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und die von einer mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Trageinheit gehalten ist, und umfassend eine elektromotorische Fixiervorrichtung, die zwischen einer Fixierstellung, in der die Stelleinheit relativ zur Trageinheit fixiert ist, und einer Lösestellung, in der die Stelleinheit relativ zur Trageinheit verstellbar ist, umschaltbar ist, und die Fixiervorrichtung einen mit einem Spanngetriebe zusammenwirkenden, um eine Spannachse verschwenkbaren Spannhebel aufweist, der zwischen der Fixierstellung und der Lösestellung verschwenkbar ist, wobei ein Fixieraktuator einen Spindeltrieb mit einer in eine Spindelmutter eingreifenden Gewindespindel, die an dem Spannhebel angreift, und eine motorische Antriebseinheit aufweist, von dem die Spindelmutter und die Gewindespindel relativ zueinander um die Spindelachse drehend antreibbar sind. Weiterhin ist ein Fixieraktuator für eine derartige Lenksäule Gegenstand der Erfindung.
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Bei einer verstellbaren Lenksäule kann die Stelleinheit, in der die Lenkspindel, an deren fahrerseitigem, hinterem Ende das Lenkrad angebracht ist, drehbar gelagert ist, zur Einstellung der Lenkradposition relativ zur karosseriefest angebrachten Trageinheit verstellt werden. Je nach Ausführung kann die Verstellung in Längsrichtung, in Richtung der Längsachse, und alternativ oder zusätzlich in Höhenrichtung, quer zur Längsachse nach oben oder nach unten, erfolgen.
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Bei einer gattungsgemäßen Lenksäule ist eine elektromotorische Fixiervorrichtung vorgesehen, die von einem motorischen Fixieraktuator mittels eines Elektromotors wahlweise in eine Fixier- oder Lösestellung umgeschaltet werden kann. In der Lösestellung kann die Stelleinheit zur Einstellung der Lenkradposition in Höhen- und/oder Längsrichtung relativ zur Trageinheit verlagert werden. In der Fixierposition ist die Stelleinheit mit der Trageinheit verspannt und dadurch fixiert.
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Aus der
DE 10 2017 000 354 A1 ist es bekannt, den Fixieraktuator mit einem motorischen Spindelantrieb auszubilden. Dieser weist eine von einer an der Trageinheit abgestützten elektromotorischen Antriebseinheit um ihre Spindelachse drehend antreibbare Gewindespindel auf, die in eine drehfest mit dem Spannhebel der Fixiervorrichtung vebundene Spindelmutter eingreift. Durch drehenden Antrieb der Gewindespindel kann die Spindelmutter relativ zur Antriebseinheit verlagert und ein Stellmoment auf den Spannhebel ausgeübt werden, so dass dieser um die Spannachse verschwenkt wird. Dadurch kann das angeschlossene Spanngetriebe betätigt werden, zur Erzeugung einer Hub- oder Spannkraft quer zur Längsachse, um die Stelleinheit in Fixierstellung an der Trageinheit lösbar festzuklemmen.
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Der Fixieraktuator mit dem Spindeltrieb ist robust und im Betrieb zuverlässig, und es kann problemlos eine ausreichend hohe Kraft auf den Spannhebel ausgeübt werden, um die Fixiervorrichtung sicher zu fixieren und zu lösen. Die Lagerung der Spindelmutter an dem Spannhebel ist jedoch relativ aufwendig, und erfordert einen relativ großen Bauraum im Bereich des Spannhebels. Dadurch werden die Einsatzmöglichkeiten beschränkt.
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Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verstellbare Lenksäule mit einer verbesserten Fixiervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfacher aufgebaut und flexibler einsetzbar ist.
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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. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit, in der eine Lenkspindel um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und die von einer mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Trageinheit verstellbar gehalten ist, und umfassend eine elektromotorische Fixiervorrichtung, die zwischen einer Fixierstellung, in der die Stelleinheit relativ zur Trageinheit fixiert ist, und einer Lösestellung, in der die Stelleinheit relativ zur Trageinheit verstellbar ist, umschaltbar ist, und die Fixiervorrichtung einen mit einem Spanngetriebe zusammenwirkenden, um eine Spannachse verschwenkbaren Spannhebel aufweist, der zwischen der Fixierstellung und der Lösestellung verschwenkbar ist, wobei ein Fixieraktuator einen Spindeltrieb mit einer in eine Spindelmutter eingreifenden Gewindespindel, die an dem Spannhebel angreift, und eine motorische Antriebseinheit aufweist, von dem die Spindelmutter und die Gewindespindel relativ zueinander um die Spindelachse drehend antreibbar sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Spindelmutter an der Antriebseinheit in Richtung der Spindelachse abgestützt drehend antreibbar gelagert ist, und die Gewindespindel relativ zur Spindelachse drehfest an dem Spannhebel angelenkt ist.
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Bei der Erfindung ist im Gegensatz zum Stand der Technik die Gewindespindel relativ zur Antriebseinheit und damit auch relativ zum Spannhebel bezüglich Drehung um die Spindelachse feststehend angeordnet. Stattdessen ist die Spindelmutter in der Antriebseinheit des Spindeltriebs bezüglich der Spindelachse axial abgestützt und drehbar gelagert, und von dem elektrischen Motor zur Verstellung drehend antreibbar.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Verbindung der Gewindespindel mit dem Spannhebel einfacher und kompakter ausgeführt werden kann. Die Anlenkung kann über eine konstruktiv einfache Gelenkverbindung erfolgen. Zur Erzeugung eines Fixier- oder Lösemoments ist lediglich die Einleitung der in Richtung der Spindelachse, d.h. der Spindelrichtung, linearen Verstellkraft des Spindeltriebs in das von der Spannachse beabstandete freie Ende des Spannhebels erforderlich. Hierzu reicht eine einfach aufgebaute, bezüglich der Spindelrichtung schub- und zugfeste mechanische Verbindung aus, die bevorzugt eine Verschwenkbarkeit quer zur Spindelachse aufweist, um einen Ausgleich der Winkelveränderung zwischen Gewindespindel und Spannhebel beim Verstellen zu ermöglichen.
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Bevorzugt kann die Stelleinheit relativ zur Trageinheit in einer Längsrichtung und/oder in einer Höhenrichtung verstellbar gehalten sein.
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Bevorzugt ist die Stelleinheit relativ zur Trageinheit in der Lösestellung manuell verstellbar. Unter einer manuellen Verstellung ist eine Verstellung nur durch Muskelkraft des Fahrers zu verstehen. Insbesondere ist dann kein motorischer Verstellantrieb zur Verstellung der Stelleinheit relativ zur Trageinheit vorgesehen, sprich die Lenksäule ist verstellantriebsfrei.
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Bevorzugt können die Gewindespindel und der Spannhebel über einen Gelenkbolzen gelenkig miteinander verbunden sind. Durch den Gelenkbolzen, der bevorzugt im Wesentlichen auf einer Gelenkachse parallel zur Spannachse angeordnet ist, die quer zur Längsachse liegt, kann konstruktiv einfach und mit geringem Bauraumbedarf eine winkelausgleichende, schub- und zugfeste Verbindung zwischen der Gewindespindel und dem Spannhebel realisiert werden. Der Gelenkbolzen kann zur Bildung einer Gelenkverbindung drehbeweglich durch eine korrespondierende Gelenkbohrung in der Gewindespindel und/oder dem Spannhebel hindurchgeführt sein. Dabei ist es möglich, dass der Gelenkbolzen als Gelenkzapfen entweder an der Gewindespindel oder dem Spannhebel lösbar oder fest fixiert ist, beispielsweise form- und/oder stoffschlüssig durch Verschrauben, Einpressen oder Verschweißen. Alternativ kann der Gelenkbolzen durch fluchtende Gelenkbohrungen in der Gewindespindel und dem Spannhebel hindurchgeführt und axial formschlüssig gesichert sein, beispielsweise durch ein aufgeschraubtes oder aufgepresstes Sicherungselement, oder durch eine Vernietung oder dergleichen.
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Dadurch, dass der Gelenkbolzen quer zur Spindelachse relativ kurz ausgestaltet werden kann, so dass er nicht oder nur geringfügig quer über die Gewindespindel und/oder den Spannhebel vorsteht, kann eine besonders kompakte Anbindung des Fixieraktuators an den Spannhebel erfolgen. Vorteilhaft im Vergleich zum Stand der Technik ist insbesondere, dass die erfindungsgemäße Verbindung im Bereich des Spannhebels deutlich schmaler konstruiert werden kann, als die im Stand der Technik schwenkbar am Spannhebel gehalterte Spindelmutter. Dadurch kann Bauraum eingespart werden, und die Einsatzmöglichkeiten werden erweitert.
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Es ist eine vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Gewindespindel einen abgeflachten Gelenkkopf aufweist. Der Gelenkkopf dient zur Verbindung mit dem Spannhebel. In dem von dem Fixieraktuator abgewandten Endbereich kann die Gewindespindel eine Abflachung aufweisen, die quer zur Spindelachse eine geringere Abmessung hat, mit anderen Worten schmaler ist als der Gewindeaußendurchmesser des Spindelgewindes. Der dadurch gebildete Gelenkkopf kann die Form einer flachen Gelenklasche haben, die beispielsweise durch eine plastische Pressumformung quer zur Spindelachse erzeugt werden kann. Diese Gelenklasche kann beispielsweise eine senkrecht zur Abflachung durchgehende Gelenkbohrung zur drehbeweglichen oder fixen Aufnahme eines Gelenkbolzens oder -zapfens aufweisen. Durch den abgeflachten Gelenkkopf kann in vorteilhafter Weise Bauraum eingespart werden.
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Parallel zur Abflachung kann der Gelenkkopf eine größere Abmessung haben. Diese kann beispielsweise durch plastisches Flachquetschen der Gewindespindel erreicht werden. Dadurch kann für einen vorgegebenen Außendurchmesser der Gewindespindel einfach eine größere Gelenkbohrung realisiert werden.
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Der Gelenkkopf kann einstückig an die Gewindespindel angeformt sein, beispielsweise durch plastische Umformung oder zusätzlich oder alternativ durch spanende Bearbeitung. Die Abflachung kann ein- oder beidseitig, symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein, wodurch eine optimierte Anpassung an den Spannhebel ermöglicht wird. Alternativ kann der Gelenkkopf zunächst separat gefertigt werden, und nachträglich an der Gewindespindel fixiert werden. Beispielsweise kann der Gelenkkopf ein Blechformteil umfassen, welches unlösbar am Ende der Gewindespindel befestigt wird, beispielsweise durch Aufpressen, Verschweißen, oder andere form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindungsverfahren. Ein Vorteil dieser Ausführung ist, dass eine einfache Anpassung des Fixieraktuators an unterschiedliche Bauformen des Spannhebels erfolgen kann. Es ist zudem möglich, unterschiedliche, an die jeweiligen Anforderungen angepasste Werkstoffe für die Gewindespindel und den Gelenkkopf einzusetzen, beispielsweise Stahl, Nichteisen-Metalle, Kunststoffe und dergleichen.
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Der Spannhebel kann bevorzugt als flaches Formteil ausgebildet sein, beispielsweise als Stanz-Pressteil aus Blech. Dieses kann einfach mit einer Gelenkbohrung senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung versehen werden, die mit dem Gelenkkopf korrespondiert. Dies ermöglicht eine besonders schlanke, platzsparende Bauform und eine rationelle Fertigung.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Spannhebel mit einem Spannbolzen verbunden ist. Der Spannbolzen erstrechst sich auf der Spannachse und kann die von der Fixiervorrichtung gegeneinander zu verspannenden Teile der Trageinheit und/oder der Stelleinheit durchsetzen, und zur Übertragung der von der Fixiereinrichtung erzeugten Spannkraft dienen. Beispielsweise kann als Spanngetriebe eine an sich bekannte Bauform eines Hubgetriebes eingesetzt werden, beispielsweise ein Nocken-, Keilscheiben-, Wälzkörper- oder Kippstift- Hubgetriebe. Eine Verschwenkung des Spannhebels bewirkt eine Drehung des Spannbolzens um seine Spannachse, und diese Drehbewegung wird durch das einseitig abgestützte Hubgetriebe in eine auf den Spannbolzen in Richtung der Spannachse wirkende Spannbewegung umgesetzt. Diese Spannbewegung wird zur Klemmung der Stelleinheit mit der Trageinheit genutzt.
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Bevorzugt weist die Antriebseinheit einen Motor auf, der über ein Getriebe antriebsmäßig mit der Spindelmutter verbunden ist. Mittels dieses elektrischen Motors, auch Antriebsmotor genannt, kann die Spindelmutter wahlweise in beide Drehrichtungen angetrieben werden, um den Spindeltrieb zum Fixieren oder Lösen motorisch zu betätigen.
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Eine bevorzugte Ausführung des Getriebes ist, dass die Spindelmutter ein Schneckenrad aufweist, in die eine mit dem Motor gekuppelte Schnecke eingreift. Dadurch wird ein Schneckengetriebe ausgebildet, welches bei einfacher und kompakter Bauweise ein günstiges Übertragungsverhältnis ermöglicht. Bevorzugt kann die Schneckenverzahnung integral mit der Spindelmutter ausgebildet sein, beispielsweise durch Umspritzung einer Mutter aus metallischem Werkstoff mit einem Zahnkranz aus thermoplastischem Kunststoff. Dadurch wird eine kompakte Bauweise, hohe Laufruhe und rationelle Fertigung ermöglicht. Die in die Schneckenverzahnung eingreifende Schnecke kann direkt oder indirekt auf der Motorwelle des elektrischen Motors angebracht oder mit dieser gekuppelt sein.
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Die Antriebseinheit kann ein Antriebsgehäuse aufweisen, in dem die Spindelmutter in Richtung der Spindelachse abgestützt gelagert ist, bevorzugt in einer Wälzlageranordnung. Weiterhin kann das Getriebe zumindest teilweise in dem Antriebsgehäuse angeordnet sein, beispielsweise in Form eines mit der Spindelmutter verbundenen Schneckenrads und der darin eingreifenden, mit dem Motor gekuppelten Schnecke. Der elektrische Motor kann an das Antriebsgehäuse angeflanscht sein. Die Gewindespindel durchsetzt das Antriebsgehäuse zumindest teilweise, und steht mit ihrem dem Fixieraktuator abgewandten Ende derart aus dem Antriebsgehäuse vor, dass die Verbindung mit dem Spannhebel ermöglicht ist. Vorzugsweise umfasst das Antriebsgehäuse Verbindungsmittel zur Festlegung an der Lenksäule.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit direkt oder indirekt mit der Trageinheit verbunden ist. Dadurch, dass die Antriebseinheit an der Trageinheit oder einer an der Trageinheit gehaltenen Manteleinheit, welche die Stelleinheit aufnimmt, abgestützt und gehalten ist, kann die durch die lineare relative Verstellung von Spindelmutter und Gewindespindel der Spannhebel betätigt werden. Hierzu kann die Antriebseinheit, beispielsweise über das vorgenannte Antriebsgehäuse, in Richtung der Spindelachse abgestützt sein, wobei die Verbindung bevorzugt beim Verstellen einen Winkelausgleich zwischen der Fixiervorrichtung und der Trageinheit ermöglicht, beispielsweise durch eine schwenkbewegliche Abstützung oder Halterung.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Stelleinheit in einer von der Trageinheit gehaltenen Manteleinheit aufgenommen ist. In der Manteleinheit, auch als Führungskasten oder äußeres Mantelrohr bezeichnet, kann die Stelleinheit zur Längsverstellung teleskopartig in Längsrichtung verstellbar und fixierbar aufgenommen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Manteleinheit zur Höhenverstellung in Höhenrichtung an der Trageinheit verstellbar und fixierbar gehalten sein. Mittels der Fixiervorrichtung kann die Stelleinheit in der Manteleinheit, und/oder die Manteleinheit an der Trageinheit wahlweise fixiert oder zur Verstellung gelöst werden.
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In der zuletzt genannten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit an der Manteleinheit angebracht ist. Dadurch, dass der Spannhebel und das Spanngetriebe ebenfalls zumindest teilweise an der Manteleinheit gelagert sind, kann einfach eine kompakte Bauform realisiert werden. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, dass ein Antriebsgehäuse der Antriebseinheit mittels einer Halterung winkelausgleichend, in Richtung der Spindelachse schub- und zugfest an der Manteleinheit befestigt ist.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass die Trageinheit mindestens eine Seitenwange aufweist, an der das Spanngetriebe abgestützt ist und von der die Stelleinheit verstellbar und fixierbar gehalten ist. Von der Trageinheit erstreckt sich mindestens eine Seitenwange in Höhenrichtung, an der die Stelleinheit oder eine diese aufnehmende Manteleinheit mittels der Fixiervorrichtung fixierbar oder zur Verstellung lösbar ist. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Trageinheit zwei quer zur Längsachse gegenüberliegende Seitenwangen aufweist, zwischen denen die Stelleinheit oder die Manteleinheit aufgenommen ist, und dazwischen mittels der Fixiervorrichtung festklemmbar ist. Bevorzugt können dazu die Seitenwangen von einem Spannbolzen durchsetzt sein, wobei sich das Spanngetriebe an einer der Seitenwangen abstützt, und an dem aus der Seitenwange vorstehenden Ende des Spannbolzens der Spannhebel befestigt ist. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Verbindung mit der an dem freien Endbereich angreifenden Gewindespindel quer zur Längsachse schmaler ausgestaltet werden kann als im Stand der Technik, wird eine vorteilhafte, schlanke Bauform ermöglicht.
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Die Erfindung umfasst weiterhin einen Fixieraktuator für eine Lenksäule gemäß einer der vorangehendend beschriebenen Ausführungen, umfassend einen Spindeltrieb mit einer in eine Spindelmutter eingreifenden Gewindespindel, der eine motorische Antriebseinheit aufweist, von dem die Spindelmutter und die Gewindespindel relativ zueinander um die Spindelachse von einem Motor drehend antreibbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spindelmutter an der Antriebseinheit in Richtung der Spindelachse abgestützt drehend antreibbar gelagert ist, und die Gewindespindel relativ zur Spindelachse drehfest zur Antriebseinheit angeordnet ist.
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Dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit der relativ zum Spannhebel drehfesten Gewindespindel können die vorangehend für die Lenksäule beschriebenen Vorteile realisiert werden. Hervorzuheben sind der einfache und kompakte Aufbau.
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Bevorzugt kann der Fixieraktuator eine zur direkten oder indirekten Verbindung mit einer Trageinheit ausgebildete Antriebseinheit aufweisen, und die zur Verbindung mit einem Spannhebel einer Fixiereinrichtung ausgebildete Gewindespindel. Dabei können sämtliche der oben beschriebenen Merkmale des Fixieraktuators einzeln oder in Kombination realisiert werden.
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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 schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lenksäule,
- 2 eine weitere perspektivische Ansicht der Lenksäule gemäß 1 in einer teilweise auseinander gezogenen Darstellung,
- 3 eine weitere perspektivische Ansicht der Lenksäule gemäß 1,
- 4 eine schematische, teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der Lenksäule gemäß 1 bis 3,
- 5 einen teilweisen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fixiervorrichtung.
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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 und 3 zeigen schematische perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Lenksäule 1, und zwar 1 in Fixierstellung und 3 in Lösestellung. Die Lenksäule 1 ist in 2 teilweise schematisch auseinandergezogen dargestellt, und in 4 in einem teilweisen Längsschnitt.
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Die Lenksäule 1 umfasst eine Stelleinheit 2 mit einem Innenmantel 21, auch als inneres Mantelrohr oder kurz als Mantelrohr bezeichnet, in dem ein Lenkspindel 22 um ihre Längsachse L drehbar gelagert ist. An ihrem bezogen auf die Einbaulage im Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung hinteren, dem Fahrer zugewandten Ende weist die Lenkspindel 22 einen Befestigungsabschnitt 23 zur Anbringung eines nicht dargestellten Lenkrads auf.
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Die Stelleinheit 2 ist in einer Manteleinheit 3, auch als Führungskasten, Außenmantel oder äußeres Mantelrohr bezeichnet, in Längsrichtung teleskopartig verstellbar aufgenommen, wie mit dem zur Längsachse parallelen Doppelpfeil angedeutet ist. Dadurch wird eine Längsverstellung ermöglicht.
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Eine Trageinheit 4 ist über Befestigungsmittel 41 an der Karosserie eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs anbringbar. Die Trageinheit 4 weist zwei beiderseits der Längsachse L nach unten vorstehende Seitenwangen 42 auf, zwischen denen die Manteleinheit 3 angeordnet ist.
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Eine elektromotorische Fixiervorrichtung 5 weist einen Spannbolzen 51 auf, der sich entlang einer quer zur Längsachse L stehende Spannachse S durch in den Seitenwangen 42 ausgebildete, in einer Höhenrichtung H verlaufende Langlöcher 43, und ebenfalls quer durch die Manteleinheit 3. Dadurch wird eine Höhenverstellung der Stelleinheit 2 relativ zur Trageinheit 4 in Höhenrichtung nach oben und unten ermöglicht, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist.
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Die Fixiervorrichtung 5 weist weiterhin ein Spanngetriebe 52 auf, welches als Hubgetriebe ausgebildet ist, beispielsweise wie dargestellt als Kippstiftgetriebe, oder auch als Nocken-, Keilscheiben-, Wälzkörpergetriebe. Das Spanngetriebe 52 stützt sich von außen an der einen, in 1 und 3 dem Betrachter zugewandten Seitenwange 42 ab, und wirkt mit dem Spannbolzen 51 zusammen, der außen an der anderen Seitenwange 42 in einem Widerlager 53 drehbar, aber zugfest abgestützt ist.
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An dem Spannbolzen 51 ist ein Spannhebel 54 drehfest angebracht. Der Spannhebel 54 kann wie dargestellt als flaches Bauteil ausgebildet sein, wie insbesondere in 2 deutlich erkennbar ist, in der der Spannhebel 54 schematisch in Richtung der Spannachse S von dem Spannbolzen 51 abgezogen und entfernt dargestellt ist. Der Spannhebel 54 kann rationell als Stanz-Press-Teil aus Blech hergestellt sein, und beispielsweise durch Verschweissen oder eine andere, bevorzugt feste und unlösbare stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Spannbolzen 51 verbunden sein.
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Ein Verschwenken des Spannbolzens 51 um die Spannachse S mittels des Spannhebels 54 wird durch das Spanngetriebe 52 in einen in einen Spannhub umgesetzt, der über den Spannbolzen 51 übertragen wird, so dass die beiden Seitenwangen 42 wie in der in 1 dargestellten Fixierstellung gegeneinander zusammengezogen werden, wie in 1 mit den beiden gegeneinander gerichteten Pfeilen angedeutet. Dadurch wird die Manteleinheit 3 kraftschlüssig zwischen den Seitenwangen 42 geklemmt und relativ zur Trageinheit 4 in Höhenrichtung H fixiert, und gleichzeitig wird die Stelleinheit 2 in der Manteleinheit 3 festgeklemmt und relativ zur Manteleinheit 3 und zur Trageinheit 4 in Längsrichtung fixiert.
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Durch Drehung bzw. Verschwenken des Spannhebels 54 um die Spannachse S, wie in 1 mit dem gebogenen Pfeil eingezeichnet, kann die Fixiervorrichtung 5 aus der in 1 dargestellten Fixierstellung in die in 3 dargestellte Lösestellung umgeschaltet werden. Darin ist das Spanngetriebe 52 in Achsrichtung des Spannbolzens 51 verkürzt, und es wird keine die Seitenwangen 42 gegen die Manteleinheit 3 zusammenpressende Spannkraft Mehr ausgeübt. Der Kraftschluss der Manteleinheit 3 mit der Trageinheit 4 ist gelöst, und die Manteleinheit 3 kann zur Höhenverstellung bewegt werden. Ebenso wird die Klemmung der Stelleinheit 2 in der Manteleinheit 3 gelöst, so dass eine Längsverstellung erfolgen kann.
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Die Umschaltung in die Fixierstellung erfolgt durch Verschwenken des Spannhebels 54 in umgekehrter Richtung, wie in 3 mit dem gebogenen Pfeil eingezeichnet.
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Zur motorischen Umschaltung der Fixiervorrichtung ist ein erfindungsgemäßer Fixieraktuator 6 vorgesehen, der als Spindeltrieb ausgebildet ist, mit einer Gewindespindel 61, die in eine Spindelmutter 62 eingreift. Die Spindelmutter 62 ist in einer Antriebseinheit 63 in einem rohrförmigen Antriebsgehäuse 64 in Richtung der Spindelachse A der Gewindespindel 61 abgestützt drehbar gelagert, und von einem an dem Antriebsgehäuse 64 angeflanschten elektrischen Motor 65 relativ zur Gewindespindel 61 drehend antreibbar.
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Die Antriebseinheit 63 ist in 4 in einem vergrößerten Längsschnitt entlang der Gewindespindel 61 gezeigt. Die Spindelmutter 62 weist eine außen umlaufende Schneckenverzahnung 66 auf, in die eine mit dem Motor 65 gekuppelte Schnecke 67 zur Bildung eines Schneckengetriebes wirkmäßig eingreift. Die Spindelmutter 62 ist zwischen zwei axialen Lagern 68, bevorzugt Wälzlagern, in der Antriebseinheit 63 um die Spindelachse A drehbar, in Richtung der Gewindespindel 61 abgestützt gelagert.
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Durch drehenden Antrieb der Schnecke 67 durch den Motor 65 kann die bezüglich Drehung um ihre Spindelachse A feststehende Gewindespindel 61 wahlweise linear von der Antriebseinheit 63 weg oder zu dieser hin verlagert werden, wie in 5 mit dem Doppelpfeil angedeutet ist.
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An dem freien, aus dem Antriebsgehäuse 64 vorstehenden Ende weist die Gewindespindel 61 einen Gelenkkopf 69 auf, der in Form einer flachen Gelenklasche ausgebildet ist und - wie in 2 erkennbar - quer zur Längsachse L eine geringere Breite hat als der Außendurchmesser der Gewindespindel 61. Durch eine quer durchgehende Gelenkbohrung 690 in dem Gelenkkopf 69 und eine damit fluchtende Bohrung 540 in dem Spannhebel 54 ist ein Gelenkbolzen 70 auf einer Gelenkachse G hindurchgeführt. Der Gelenkbolzen 70 ist zumindest in dem Gelenkkopf 69 oder dem Spannhebel 54 drehbar gelagert, dadurch ist die Gewindespindel 61 um die Gelenkachse G verschwenkbar mit Abstand zur Spannachse S an dem Spannhebel 54 angelenkt. Dadurch führt eine lineare Verlagerung der Gewindespindel 61 relativ zur Antriebseinheit 63 zu einer Verschwenkung des Spannhebels 54, wobei der Hebelarm dem Abstand zwischen Spannachse S und Gelenkachse G entspricht.
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Die Antriebseinheit 63 ist über eine Halterung 71 an der Manteleinheit 3 gehalten und in Richtung der Gewindespindel 61 abgestützt. Zum Ausgleich von Winkeländerungen beim Verstellen zwischen den in 1 und 3 gezeigten Endstellungen ist die Antriebseinheit 63 in der Halterung 71 um die Schwenkachse 72 verschwenkbar gelagert.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Gewindespindel 61 bezüglich Drehung um ihre Spindelachse A feststeht, und daher die im Stand der Technik erforderliche Anbringung und Lagerung einer Spindelmutter an dem Spannhebel 54. Die Anlenkung der Gewindespindel 61 mit dem flachen Gelenkkopf 69 an dem ebenfalls flach ausgebildeten Spannhebel 54 kann quer zur Längsachse besonders schmal sein, wodurch eine schlanke und raumsparende Bauweise der Lenksäule 1 ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Stelleinheit
- 21
- Lenkspindel
- 22
- Innenmantel
- 23
- Befestigungsabschnitt
- 3
- Manteleinheit
- 4
- Trageinheit
- 41
- Befestigungsmittel
- 42
- Seitenwange
- 43
- Langloch
- 5
- Fixiervorrichtung
- 51
- Spannbolzen
- 52
- Spanngetriebe
- 53
- Widerlager
- 54
- Spannhebel
- 6
- Fixieraktuator
- 65
- Motor
- 61
- Gewindespinde
- 62
- Spindelmutter
- 63
- Antriebseinheit
- 64
- Antriebsgehäuse
- 65
- Motor
- 66
- Schneckenverzahnung
- 67
- Schnecke
- 68
- Lager
- 69
- Gelenkkopf
- 70
- Gelenkbolzen
- 71
- Halterung
- 72
- Schwenkachse
- L
- Längsachse
- S
- Spannachse
- G
- Gelenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017000354 A1 [0004]
