DE102022106377A1 - Verstellbare lenkeinheit für ein kraftfahrzeug und verfahren zum schwenken eines lenkradkranzes in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verstellbare lenkeinheit für ein kraftfahrzeug und verfahren zum schwenken eines lenkradkranzes in einem kraftfahrzeug Download PDF

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Dominik Schütz
Constantin von Roden
Johannes Morhart
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ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
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Abstract

Es ist eine verstellbare Lenkeinheit (10) für ein Kraftfahrzeug gezeigt, mit einem Lenkrad (12), das einen Lenkradkranz (24) aufweist, und einer Lenksäule, von der zumindest ein Abschnitt in Längsrichtung der Lenksäule (14) verschiebbar ist, wobei das Lenkrad (12) am verschiebbaren Abschnitt (16) angekoppelt ist. Außerdem hat die Lenkeinheit (10) ein Schwenklager (30) für das Lenkrad (12), wobei das Schwenklager (30) wiederum eine Schwenkachse (S1) hat, um die der Lenkradkranz (24) aus einer Gebrauchsposition in eine geschwenkte, flacher geneigte Verstauposition verstellbar ist. Zudem hat die Lenkeinheit (10) eine Halteeinrichtung (36) für das Lenkrad (12), die bei Verschieben des Lenkrads (12) so mit dem Lenkrad (12) gekoppelt ist, dass sie eine Kraft ins Lenkrad (12) einleitet und dadurch der Lenkradkranz (24) verschwenkt wird. Ferner wird ein Verfahren zum Schwenken eines Lenkradkranzes (24) in einem Kraftfahrzeug erläutert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Schwenken eines Lenkradkranzes in einem Kraftfahrzeug.
  • Schwenkbare Lenkräder und damit schwenkbare Lenkradkränze sind bereits seit langer Zeit aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Die ersten klappbaren Lenkräder hatten ursprünglich das Ziel, den Einstieg in ein Kraftfahrzeug zu erleichtern. Hierfür werden diese Lenkräder manuell nach unten geklappt, wodurch der Raum vor dem Lenkrad und damit die Bewegungsfreiheit vergrößert werden. Lediglich beispielhaft sei hier auf das Lenkrad des Fahrzeugmodells 300 SL von Mercedes aus den 1960er-Jahren hingewiesen, welches bereits über ein einfaches Klapplenkrad verfügte.
  • Bei zukünftigen Kraftfahrzeuggenerationen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, welche sowohl selbstständig, also autonom, lenken können, als auch optional manuell mit einem Lenkrad lenkbar sein sollen, wird ebenfalls eine Erhöhung des Komforts angestrebt. Während einer autonomen Fahrt wird das Lenkrad nicht benötigt, sodass es nur unnötig die Bewegungsfreiheit des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrersitz einschränkt.
  • Im Bereich des autonomen Fahrens bei Kraftfahrzeugen stellt es sich als vorteilhaft heraus, dass nicht nur der Lenkradkranz geschwenkt wird, sondern die gesamte Lenkeinheit verstellt wird, wobei die Lenkeinheit beispielsweise die Lenksäule umfasst.
  • Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass bestehende Lösungen mit verstellbaren Lenkeinheiten kompliziert und teuer sind, sowie einen großen Bauraum für sich beanspruchen. Dies liegt nicht zuletzt auch daran, dass mehrere Antriebe eingesetzt werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verstellbare Lenkeinheit für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die bei Bedarf verstellt werden kann, um möglichst viel Innenraumvolumen im Kraftfahrzeug freizugeben, wobei die Lenkeinheit gleichzeitig nur einen möglichst geringen Bauraum für sich selbst beanspruchen soll. Außerdem wird ein einfacher Aufbau der Lenkeinheit angestrebt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine verstellbare Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad, das einen Lenkradkranz aufweist, und einer Lenksäule, von der zumindest ein Abschnitt in Längsrichtung der Lenksäule verschiebbar ist, wobei das Lenkrad am verschiebbaren Abschnitt angekoppelt ist. Außerdem ist ein Schwenklager für das Lenkrad, mit einer Schwenkachse, vorgesehen, um die der Lenkradkranz aus einer Gebrauchsposition in eine geschwenkte, flacher geneigte Verstauposition verstellbar ist. Des Weiteren ist eine Halteeinrichtung für das Lenkrad vorhanden, die bei Verschieben des Lenkrads derart mit dem Lenkrad gekoppelt ist, dass sie eine Kraft ins Lenkrad einleitet, deren verlängerte Wirkungslinie die Schwenkachse nicht schneidet, und dadurch der Lenkradkranz verschwenkt wird.
  • Die Lenkeinheit ist also dazu ausgebildet, infolge einer linearen Verschiebebewegung des verschiebbaren Abschnitts eine Schwenkbewegung des Lenkradkranzes herbeizuführen, sodass der Lenkradkranz eine überlagerte Bewegung aus der linearen Verschiebebewegung und der Schwenkbewegung erfährt. In anderen Worten wird durch die lineare Verschiebebewegung eine Drehbewegung des Lenkradkranzes induziert oder abgeleitet.
  • Somit ist für die Schwenkbewegung, also für das Kippen des Lenkradkranzes, kein separater Antrieb notwendig, da sich die Schwenkbewegung infolge der Verschiebebewegung einstellt. Die Haltevorrichtung dient dabei als eine Art Abstandshalter, welcher einen minimalen Abstand zwischen einem nicht verschiebbaren Teil der Lenkeinheit und einem Teil, an dem die Haltevorrichtung am Lenkrad angreift, sicherstellt.
  • Die Gebrauchsposition entspricht dabei beispielsweise der Position des Lenkrads während einem manuellen Lenkbetrieb durch einen Fahrzeuglenker, also einem nicht autonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs. Daneben eignet sich die Verstauposition für einen autonomen Lenkbetrieb, bei dem der Fahrzeuglenker nicht in das Lenkgeschehen eingreifen muss.
  • Gemäß einer Ausgestaltung hat die Lenksäule zumindest eine Linearführung und weist zumindest einen durch die Linearführung geführten Schlitten auf, wobei der Schlitten den verschiebbaren Abschnitt bildet. Die Linearführung hat den Vorteil, dass sämtliche Freiheitsgrade des Schlittens bis auf einen translatorischen Freiheitsgrad entzogen werden, der für das translatorische Verschieben des verschiebbaren Abschnitts benötigt wird.
  • Vorteilhafterweise wird das Lenkrad durch die Halteeinrichtung in der Gebrauchsposition der Lenkeinheit statisch nicht getragen. Die Halteeinrichtung ist somit zusätzlich vorgesehen und wird nicht benötigt, um das Lenkrad und damit auch den Lenkradkranz statisch zu stützen. Es erfolgt somit eine Entkoppelung zwischen der Halteeinrichtung, welche für das Verschwenken verwendet wird, und der Aufhängung des Lenkrades an der Lenksäule.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Linearantrieb vorgesehen, der an den verschiebbaren Abschnitt und einen festen Abschnitt der Lenkeinheit derart gekoppelt ist, dass die Abschnitte motorisch relativ zueinander verfahrbar sind. Der Linearantrieb ermöglicht somit ein automatisches Verfahren des verschiebbaren Abschnitts relativ zum festen Abschnitt der Lenksäule. Dadurch ist kein manuelles Verschieben des verschiebbaren Abschnittes durch einen Bediener, z.B. einen Fahrzeuginsassen, notwendig, sofern dieser die Lenkeinheit zwischen der Gebrauchsposition und der Verstauposition bewegen möchte. Beispielsweise kann der Fahrzeuginsasse das Verfahren des verschiebbaren Abschnittes lediglich durch die Betätigung eines Betätigungselements auslösen.
  • Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Lenkrad gegenüber dem verschiebbaren Abschnitt in Schwenkrichtung in Richtung zur Gebrauchsposition federbeaufschlagt ist. Insbesondere ist eine das Schwenklager einhüllende Torsionsfeder mit zwei Enden vorgesehen, wobei eine der beiden Enden an einer über das Schwenklager schwenkbar gelagerten Komponente des Lenkrads, und das andere Ende am verschiebbaren Abschnitt oder einer Komponente der Lenkeinheit, welche mechanisch fest an den verschiebbaren Abschnitt angebunden ist, anliegt. Die Federbeaufschlagung hält die Lenkeinheit somit in einer Gebrauchsposition, sofern die Halteeinrichtung nicht auf das Lenkrad einwirkt. Somit kann die Halteeinrichtung einfacher ausgeführt werden, da diese beispielsweise lediglich auf Druck und nicht auf Zug belastet wird, während die Lenkeinheit von der Verstauposition zurück in die Gebrauchsposition überführt wird.
  • Insbesondere ist ein Arretiermechanismus vorgesehen, über den das schwenkbar gelagerte Lenkrad wahlweise am verschiebbaren Abschnitt in der Gebrauchsposition arretierbar ist. Der Arretiermechanismus verhindert ein unbeabsichtigtes Verschwenken des Lenkrades während des manuellen Fahrbetriebs, beispielsweise wenn der Fahrzeuglenker den Lenkradkranz in der Gebrauchsposition in Richtung seines Körpers zieht. Der Arretiermechanismus ist somit ein Art Sicherheitsmechanismus.
  • Vorteilhafterweise koppelt der Arretiermechanismus das Lenkrad formschlüssig mit dem verschiebbaren Abschnitt. Insbesondere ist der Arretiermechanismus federbeaufschlagt. Die formschlüssige Verbindung sorgt dafür, dass ein vom Fahrzeuglenker auf das Lenkrad aufgebrachte Lenkmoment wiederum sicher auf die Lenksäule übertragen werden kann. Außerdem wird die Belastung des Schwenklagers während des Lenkens herabgesetzt. Der Arretiermechanismus nimmt somit den letzten verbleibenden rotatorischen Freiheitsgrad zwischen dem Lenkradkranz und dem verschiebbaren Abschnitt. Zudem kann eine Federbeaufschlagung des Arretiermechanismus besonders vorteilhaft sein, um ein unbeabsichtigtes Lösen des Arretiermechanismus zu verhindern.
  • In einer Ausführungsvariante gelangt die Halteeinrichtung beim Verfahren des Lenkrads in Richtung zur Fahrzeugfront in Eingriff mit dem Arretiermechanismus und bewegt dadurch den Arretiermechanismus in eine Freigabestellung. Insbesondere weist der Arretiermechanismus zumindest eine bewegliche Sperrklinke auf. Somit sind keine zusätzlichen Elemente notwendig, die den Arretiermechanismus betätigen. Folglich muss nicht separat sichergestellt werden, dass der Arretiermechanismus betätigt ist, bevor der Lenkradkranz verschwenkt wird. Dadurch wird die Gefahr gebannt, dass die Halteeinrichtung andere Komponenten der Lenkeinheit beschädigt, falls der Arretiermechanismus zuvor nicht in die Freigabestellung gebracht worden ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Schwenkachse horizontal verläuft, das Lenkrad mit seinem oberen Ende nach unten in die Verstauposition verschwenkbar ist und der Arretiermechanismus oberhalb der Schwenkachse angeordnet ist. Insbesondere hat der Arretiermechanismus Sperrklinken, die sich in Frontansicht auf den Lenkradkranz auf zwei getrennten Seiten, die durch eine vertikale Ebene, welche durch die Mittelachse der Lenksäule verläuft, befinden. Es hat sich herausgestellt, dass ein Verschwenken des Lenkradkranzes nach unten besonders vorteilhaft ist, da sich die verstellbare Lenkeinheit an die Form der Innenverkleidung des Fahrzeugs anpassen lässt und somit weniger Innenraumvolumen im Fahrzeug in der Verstauposition beansprucht wird. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte ist die genannte Anordnung der Schwenkachse und des Arretiermechanismus besonders vorteilhaft.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Halteeinrichtung ein Gestänge, welches zumindest entweder mit dem verschiebbaren Abschnitt der Lenksäule oder einem festen Abschnitt der Lenkeinheit permanent mechanisch dreh- und verschiebefest verbunden ist. Das Gestänge ermöglicht es, dass das Schwenklager räumlich weiter weg von dem Angriffspunkt des Gestänges am Lenkrad platziert werden kann, da selbst bei einer größeren Schwenkbewegung des Lenkradkranzes das Gestänge immer noch am selben Kontaktpunkt am Lenkrad angreift. Außerdem muss durch den größeren Abstand zwischen Kontaktpunkt und Schwenkachse aufgrund des Hebelgesetzes nur eine vergleichsweise geringe Kraft durch das Gestänge auf das Lenkrad aufgebracht werden.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge koppelt das Schwenklager eine Lenkradspeiche des Lenkrads oder einen plattenförmigen Mittelteil des Lenkrads mit dem verschiebbaren Abschnitt. Die Halteeinrichtung greift dabei an einer Lenkradspeiche des Lenkrads oder am plattenförmigen Mittelteil an. Somit ist entweder der Lenkradkranz samt dem plattenförmigen Mittelteil verschwenkbar oder lediglich der Lenkradkranz.
  • Insbesondere ist der Arretiermechanismus Teil des Lenkrads und in die Lenkradspeiche oder den Mittelteil integriert.
  • Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Schwenken eines Lenkradkranzes in einem Kraftfahrzeug, mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen eines Kraftfahrzeugs mit einer, insbesondere erfindungsgemäßen, verstellbaren Lenkeinheit, umfassend eine Lenksäule und ein Lenkrad mit einem Lenkradkranz, wobei die Lenksäule einen am Kraftfahrzeug befestigten festen Abschnitt und einen verschiebbaren Abschnitt, mit dem das Lenkrad über ein Schwenklager gekoppelt ist, aufweist;
    • - lineares Verschieben des verschiebbaren Abschnitts relativ zum festen Abschnitt; und
    • - Blockieren eines Abschnitts des Lenkrads, welcher von der Schwenkachse des Schwenklagers entfernt ist, und dadurch Verschwenken des Lenkradkranzes.
  • Das beschriebene Verfahren ermöglicht somit das Herbeiführen einer Schwenkbewegung infolge einer linearen Verschiebung in Richtung einer Fahrzeugfront des Kraftfahrzeugs, wobei der Lenkradkranz infolge der Verschiebung gleichzeitig geschwenkt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Abschnitt des Lenkrades blockiert, d. h. auf Abstand gehalten, wird, während ein Teil des Lenkrades in unmittelbarer Nähe zum Schwenklager weiter in Richtung Fahrzeugfront bewegt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:
    • - 1 eine erfindungsgemäße verstellbare Lenkeinheit gemäß einer Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Lenkeinheit in einer Gebrauchsposition dargestellt ist;
    • - 2 die erfindungsgemäße Lenkeinheit aus 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Lenkeinheit in einer Verstauposition dargestellt ist;
    • - 3 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die erfindungsgemäße Lenkeinheit aus 1, wobei die Lenkeinheit in einer Gebrauchsposition dargestellt ist;
    • - 4 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die erfindungsgemäße Lenkeinheit aus 1, wobei die Lenkeinheit in einer ersten Zwischenposition dargestellt ist;
    • - 5 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die erfindungsgemäße Lenkeinheit aus 1, wobei die Lenkeinheit in einer zweiten Zwischenposition dargestellt ist;
    • - 6 das Detail VI von 5 vergrößert;
    • - 7 einen Ausschnitt einer Draufsicht der erfindungsgemäßen Lenkeinheit aus 1, wobei die Lenkeinheit in einer Verstauposition dargestellt ist;
    • - 8 eine erfindungsgemäße verstellbare Lenkeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Lenkeinheit in einer Gebrauchsposition dargestellt ist; und
    • - 9 eine erfindungsgemäße verstellbare Lenkeinheit gemäß noch einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Lenkeinheit in einer Verstauposition dargestellt ist.
  • In 1 ist eine Lenkeinheit 10 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Eine solche Lenkeinheit 10 kann beispielsweise in einem autonom fahrenden Kraftfahrzeug eingesetzt werden, wobei die Lenkeinheit 10 sowohl für einen manuellen Lenkbetrieb als auch für einen autonomen Lenkbetrieb eingerichtet ist.
  • Die Lenkeinheit 10 hat ein Lenkrad 12 und eine Lenksäule 14. Das Lenkrad 12 ist an einen verschiebbaren Abschnitt 16 der Lenksäule 14 gekoppelt.
  • Neben dem verschiebbaren Abschnitt 16 hat die Lenksäule 14 einen festen Abschnitt 18, welcher an weitere Komponenten eines Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann. Der verschiebbare Abschnitt 16 ist relativ zum festen Abschnitt 18 verschiebbar, um das Lenkrad 12 zwischen einer Gebrauchsposition und einer Verstauposition bewegen zu können (vgl. 1 und 2).
  • Der verschiebbare Abschnitt 16 ist hierfür als Schlitten 20 ausgebildet und kann in einer Linearführung 22 des festen Abschnitts 18 linear verschoben werden.
  • Außerdem ist ein Linearantrieb vorgesehen, der an den verschiebbaren Abschnitt 16 und an den festen Abschnitt 18 derart gekoppelt ist, dass die Abschnitte 16, 18 motorisch relativ zueinander verfahrbar sind.
  • Das Lenkrad 12 hat einen Lenkradkranz 24, der über, z.B. zwei, Lenkradspeichen 26 in einen plattenförmigen Mittelteil 28 des Lenkrads 12 übergeht.
  • Zwischen den Lenkradspeichen 26 befinden sich, z.B. zwei, Schwenklager 30, die den Lenkradkranz 24 an den Mittelteil 28 koppeln.
  • Der plattenförmige Mittelteil 28 ist in der vorliegenden Ausführungsform wiederum fest mit dem verschiebbaren Abschnitts 16 verbunden.
  • Die Schwenklager 30 bilden eine gemeinsame Schwenkachse S1, um die Teile des Lenkrads 12, hier der Lenkradkranz 24 und die Lenkradspeichen 26, verschwenkbar sind.
  • Jedes Schwenklager 30 wird von einer Torsionsfeder 32 umhüllt, wobei die Torsionsfeder 32 den Lenkradkranz 24 samt Lenkradspeichen 26 gegenüber dem plattenförmigen Mittelteil 28 vorspannt. Hierfür hat die Torsionsfeder 32 zwei gerade, lose Enden 33.
  • Zudem hat das Lenkrad 12 einen Arretiermechanismus 34, mit dem der Lenkradkranz 24 drehfest am plattenförmigen Mittelteil 28 arretiert werden kann, wobei sich der Arretiermechanismus 34 dann in einer Sperrstellung befindet (siehe 4). Neben der Sperrstellung besitzt der Arretiermechanismus eine Freigabestellung, in der der Lenkradkranz 24 freigegeben wird (siehe 5).
  • Die Torsionsfeder 32 nimmt eine Doppelfunktion ein und spannt nicht nur den Lenkradkranz 24 und die Lenkradspeichen 26 gegenüber dem plattenförmigen Mittelteil 28 in Schwenkrichtung in Richtung zur Gebrauchsposition vor, sondern spannt auch gleichzeitig den Arretiermechanismus 34 in Richtung zur Sperrstellung vor.
  • Dazu liegt eines der beiden Enden 33 der Torsionsfeder 32 am plattenförmigen Mittelteil 28 und das andere Ende 33 am Arretiermechanismus 34 an (siehe 6).
  • In anderen Worten liegen die Enden 33 der Torsionsfeder 32 einerseits am nicht schwenkbaren Mittelteil 28 des Lenkrads 12 und andererseits an einem verschwenkbaren Teil des Lenkrads 12, genauer gesagt am Arretiermechanismus 34, an.
  • Die Lenkeinheit 10 weist außerdem eine Halteeinrichtung 36 auf, die dazu dient, den Lenkradkranz 24 von der in 1 gezeigten Gebrauchsposition in die in 2 gezeigte Verstauposition überzuführen.
  • Dabei wird das Lenkrad 12 in der Gebrauchsposition von der Halteeinrichtung 36 statisch nicht getragen. Dies geht insbesondere auch aus 1 hervor, die zeigt, dass die Halteeinrichtung 36 nicht permanent mit dem Lenkrad 12 in Kontakt steht.
  • Die Halteeinrichtung 36 ist als stabförmiger Abstandhalter 38 ausgebildet, der am festen Abschnitt 18 der Lenksäule 14 dreh- und verschiebefest befestigt ist.
  • In der Verstauposition bzw. in einer Zwischenpositionen zwischen der Verstauposition und der Gebrauchsposition greift die Halteeinrichtung 36 am Arretiermechanismus 34 des Lenkrads 12 an.
  • Dadurch kann der Arretiermechanismus 34 wie bereits erwähnt in die Freigabestellung gebracht werden. Das bedeutet, dass der Arretiermechanismus 34, ausgelöst durch die Halteeinrichtung 36, den Lenkradkranz 24 freigibt und sich dieser relativ zum verschiebbaren Abschnitt 16 um die Schwenkachse S1 schwenken lässt.
  • Nachfolgend wird anhand der 3 bis 7 das Überführen der verstellbaren Lenkeinheit 10 von der Gebrauchsposition in die Verstauposition anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schwenken eines Lenkradkranzes 24 erläutert.
  • In 3 ist die Lenkeinheit 10 in einer Gebrauchsposition abgebildet, wie sie beispielsweise während des manuellen Lenkbetriebs in einem Kraftfahrzeug vorzufinden ist.
  • Um die Lenkeinheit nun in die Verstauposition zu überführen, wird der verschiebbare Abschnitt 16 linear in Richtung einer Mittelachse M der Lenksäule 14 und relativ zum festen Abschnitt 18 verschoben.
  • In 4 ist hierbei eine erste Zwischenposition dargestellt. In dieser ersten Zwischenposition berühren die stabförmigen Abstandhalter 38 den Arretiermechanismus 34 an jeweils einem Kontaktpunkt K.
  • Genauer gesagt berühren die Abstandhalter 38 einen durch die Torsionsfeder 32 beaufschlagten Betätigungsarm 40, der formschlüssig in ein Randstück 42 des Mittelteils 28 eingreift. Hierfür haben der Betätigungsarm 40 und das Randstück 42 ein abgestuftes Profil, die sich im Eingriff gegenseitig ergänzen.
  • Der Betätigungsarm 40 ist um eine Schwenkarmachse S2 schwenkbar gelagert.
  • Wird nun der verschiebbare Abschnitt 16 noch weiter in Richtung des festen Abschnitts 18 verfahren, so werden die Kopplungsarme 40 um die Schwenkarmachse S2 verschwenkt (siehe 5 und 6). Dabei löst sich der Betätigungsarm 40 vom Randstück 42, wodurch die Lenkradspeichen 26 mit dem Lenkradkranz 24 freigegeben werden.
  • Dabei üben die Abstandshalter 38 an den Kontaktpunkten K eine Kraft auf die Betätigungsarme 40 auf, wodurch die Federkraft der Torsionsfeder 32 überwunden wird und sich die Betätigungsarme 40 um die Schwenkarmachse S2 verschwenken.
  • Wird die lineare Bewegung nun fortgesetzt und die Kraft von den Abstandshaltern 38 auf die Betätigungsarme 40 weiter erhöht, so wird ein Abschnitt des Lenkrads 12, hier die Betätigungsarme 40, blockiert, sodass der Lenkradkranz 24 in die Verstauposition verschwenkt wird (siehe 2 und 7).
  • Dabei schneiden die verlängerten Wirkungslinien W der durch die stabförmigen Abstandhalter 38 eingeleiteten Kräfte nicht die Schwenkachse S1 (siehe 5). Dies ist eine notwendige Bedingung, damit sich der Lenkradkranz 24 überhaupt schwenken lässt.
  • Durch die Kraftausübung auf den Arretiermechanismus 34 erfährt der Lenkradkranz 24 in Summe somit eine überlagerte Bewegung, die sich aus der Schwenkbewegung und der linearen Bewegung des verschiebbaren Abschnitts 16 zusammensetzt.
  • In 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Lenkeinheit 10 gezeigt, die sehr der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß 1 ähnelt. Ein Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 ist das Schwenklager 30, welche anders ausgeführt und angeordnet ist. Durch die zentrale Anordnung des Schwenklagers 30 am plattenförmigen Mittelteil 28 wird nur ein einziges Schwenklager 30, d.h. ein Schwenklager 30 mit nur einer einzigen Achse, verwendet.
  • In der Ausführungsform gemäß 8 lagert das Schwenklager 30 das plattenförmige Mittelteil 28 gegenüber dem verschiebbaren Abschnitt 16.
  • Genauer gesagt ist der plattenförmige Mittelteil 28 schwenkbar an einer Anbringungsplatte 46 des verschiebbaren Abschnitts 16 gelagert. Die Anbringungsplatte 46 ist dabei fest mit dem verschiebbaren Abschnitt 16 verbunden.
  • Außerdem ist der plattenförmige Mittelteil 28 fest mit den Lenkradspeichen 26 verbunden, sodass beim Verschwenken des Lenkradkranzes 24 sowohl die Lenkradspeichen 26 als auch das plattenförmige Mittelteil 28 verschwenkt werden.
  • Das Funktionsprinzip des Arretiermechanismus 34 gemäß 8 entspricht dabei dem Funktionsprinzip des Arretiermechanismus 34 gemäß 1.
  • Der Arretiermechanismus 34 arretiert jedoch bei Bedarf den schwenkbaren Mittelteil 28 an der Anbringungsplatte 46 und infolgedessen am verschiebbaren Abschnitt 16.
  • In 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Lenkeinheit 10 gezeigt, die sehr der Ausführungsform gemäß 8 ähnelt. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich durch den Haltemechanismus 36, der in der Ausführungsform gemäß 9 durch, z. B. zwei, Gestänge 48 ausgebildet ist.
  • Das Gestänge 48 hat, z.B. zwei, stabförmige Elemente 52, 54, die über ein Gelenk 50 miteinander gekoppelt sind.
  • Eines der stabförmigen Elemente 54 ist dabei dreh- und verschiebefest mit dem festen Abschnitt 18 der Lenksäule 14 verbunden, während ein anderes Element 52 am Betätigungsarm 40 des Arretiermechanismus 34 angreift.
  • Im Bereich des Kontaktpunktes K weisen die Betätigungsarme 40 eine Führungsvertiefung auf, in der das Gestänge 48 geführt wird.
  • Dabei gilt es zu beachten, dass das stabförmige Element 52 stets in Kontakt mit dem Betätigungsarm 40 stehen muss, damit das stabförmigen Element 52 nicht aufgrund der Schwerkraft nach unten klappen kann.
  • Der verschiebbare Abschnitt 16 und der feste Abschnitt 18 dürfen hier so weit voneinander wegbewegt werden, dass der Kontakt zwischen Gestänge 48 und Betätigungsarm 40 permanent aufrechterhalten wird.
  • Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, dass zwischen dem Gestänge 48 und dem Betätigungsarm 40 ein weiteres Gelenk vorgesehen ist, wodurch ein permanenter Kontakt zwischen Gestänge 48 und Betätigungsarme 40 sichergestellt werden kann.

Claims (12)

  1. Verstellbare Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad (12), das einen Lenkradkranz (24) aufweist, einer Lenksäule (14), von der zumindest ein Abschnitt in Längsrichtung der Lenksäule (14) verschiebbar ist, wobei das Lenkrad (12) am verschiebbaren Abschnitt (16) angekoppelt ist, und einem Schwenklager (30) für das Lenkrad (12), mit einer Schwenkachse (S1), um die der Lenkradkranz (24) aus einer Gebrauchsposition in eine geschwenkte, flacher geneigte Verstauposition verstellbar ist, wobei eine Halteeinrichtung (36) für das Lenkrad (12) vorgesehen ist, die bei Verschieben des Lenkrads (12) so mit dem Lenkrad (12) gekoppelt ist, dass sie eine Kraft ins Lenkrad (12) einleitet, deren verlängerte Wirkungslinie (W) die Schwenkachse (S1) nicht schneidet, und dadurch der Lenkradkranz (24) verschwenkt wird.
  2. Verstellbare Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäule (14) zumindest eine Linearführung (22) und zumindest einen durch die Linearführung (22) geführten Schlitten (20) aufweist, wobei der Schlitten (20) den verschiebbaren Abschnitt (16) bildet.
  3. Verstellbare Lenkeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (36) in der Gebrauchsposition des Lenkradkranzes (24) das Lenkrad (12) statisch nicht trägt.
  4. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linearantrieb vorgesehen ist, der an den verschiebbaren Abschnitt (16) und einen festen Abschnitt (18) der Lenkeinheit derart gekoppelt ist, dass die Abschnitte (16, 18) motorisch relativ zueinander verfahrbar sind.
  5. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad (12) gegenüber dem verschiebbaren Abschnitt (16) in Schwenkrichtung in Richtung zur Gebrauchsposition federbeaufschlagt ist, insbesondere wobei eine das Schwenklager (30) einhüllende Torsionsfeder (32) mit zwei Enden (33) vorgesehen ist und eine der beiden Enden (33) an einer über das Schwenklager (30) schwenkbaren Komponente des Lenkrads (12), und das andere Ende am verschiebbaren Abschnitt (16) oder einer Komponente der Lenkeinheit (10), welche mechanisch fest an den verschiebbaren Abschnitt (16) angebunden ist, anliegt.
  6. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arretiermechanismus (34) vorgesehen ist, über den das schwenkbar gelagerte Lenkrad (12) wahlweise am verschiebbaren Abschnitt (16) in der Gebrauchsposition arretierbar ist.
  7. Verstellbare Lenkeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretiermechanismus (34) das Lenkrad (12) formschlüssig mit dem verschiebbaren Abschnitt (16) koppelt, insbesondere wobei der Arretiermechanismus (34) federbeaufschlagt ist.
  8. Verstellbare Lenkeinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (36) bei Verfahren des Lenkrads (12) in Richtung zur Fahrzeugfront am Arretiermechanismus (34) in Eingriff gelangt und dadurch den Arretiermechanismus (34) in eine Freigabestellung bewegt, insbesondere wobei der Arretiermechanismus (34) zumindest eine bewegliche Sperrklinke aufweist.
  9. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S1) horizontal verläuft, das Lenkrad (12) mit seinem oberen Ende nach unten in die Verstauposition verschwenkbar ist und der Arretiermechanismus (34) oberhalb der Schwenkachse (S1) angeordnet ist, insbesondere wobei der Arretiermechanismus (34) in Frontansicht auf den Lenkradkranz (24) auf beiden, durch eine vertikale, durch die Mittelachse (M) der Lenksäule verlaufende Ebene getrennten Seiten jeweils eine Sperrklinke hat.
  10. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (36) ein Gestänge (48) ist, welches zumindest entweder mit dem verschiebbaren Abschnitt (16) der Lenksäule (14) oder einem festen Abschnitt (18) der Lenkeinheit (10) permanent mechanisch dreh- und verschiebefest verbunden ist.
  11. Verstellbare Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (30) eine Lenkradspeiche (26) des Lenkrads (12) oder einen plattenförmigen Mittelteil (28) des Lenkrads (12) mit dem verschiebbaren Abschnitt (16) koppelt, und die Halteeinrichtung (36) an einer Lenkradspeiche (26) des Lenkrads (12) oder am plattenförmigen Mittelteil (28) angreift.
  12. Verfahren zum Schwenken eines Lenkradkranzes (24) in einem Kraftfahrzeug, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Kraftfahrzeugs mit einer verstellbaren Lenkeinheit (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Lenksäule (14) und ein Lenkrad (12) mit einem Lenkradkranz (24), wobei die Lenksäule (14) einen am Kraftfahrzeug befestigten festen Abschnitt (18) und einen verschiebbaren Abschnitt (16), mit dem das Lenkrad über ein Schwenklager (30) gekoppelt ist, aufweist; - lineares Verschieben des verschiebbaren Abschnitts (16) relativ zum festen Abschnitt (18); und - Blockieren eines Abschnitts des Lenkrads (12), welcher von der Schwenkachse (S1) des Schwenklagers (30) entfernt ist, und dadurch Verschwenken des Lenkradkranzes (24).
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