DE19634101C2 - Lenkungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer unteren Lenkspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer unteren Lenkspindel, die in zwei über elastische Dämpfungsmittel miteinander verbundene Lenkspindelteile unterteilt ist.

Bei bekannten Lenkungsanlagen für Kraftfahrzeuge werden Stöße und Schwingungen, die von der Fahrbahn auf die Lenkungsanlage einwirken, durch Gelenkscheiben gedämpft. Zusätzlich sind axial verschiebbare Elemente vorgesehen, durch die Lenkschemelbewegungen ausgeglichen wer­ den können. Solche axial verschiebbaren Elemente werden auch bei längsverstellbaren Lenksäulen eingesetzt.

In der US 5 222 913 ist eine Lenksäule mit einer Lenkspindel beschrieben, die am unteren Ende in einem Kupplungsteil aufgenommen ist, welches einen elastischen Dämpfungsblock um­ faßt, der die Übertragung von starken Schwingungen in die Lenkspindel verhindern soll. Dieser Dämpfungsblock kann aber nicht in Axialrichtung der Lenkspindel zusammengedrückt werden, da eingelegte Buchsen dies verhindern. Eine weitere Einlage aus elastischem Material kann bei einem Crash durch eine einwirkende hohe Kraft gebrochen werden, wonach die Lenkspindel längsver­ schoben werden kann. Ein andauernder Axialausgleich im üblichen Fahrbetrieb ist hierdurch nicht möglich.

Aus der DE 28 55 524 A1 ist eine Lenkungsanlage bekannt, die eine in zwei Lenkspindelteile unterteilte untere Lenkspindel aufweist. Die beiden Lenkspindelteile sind durch eine Lenkungs­ kupplung miteinander verbunden, die zum Erzielen einer ausreichenden Lenkelastizität drehelastische Kupplungselemente aufweist. Außerdem ist in die Lenkungskupplung ein Dreh­ dämpfer integriert, der Störschwingungen aufnehmen kann. Axiale Relativbewegungen können nicht ausgeglichen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen und kompakten Mitteln sowohl einen Axialausgleich als auch eine ausreichende Lenkelastizität gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Dämpfungsmittel ein gummielastischer Dämpfungsblock vorgesehen ist, und daß jedem Spindelteil jeweils wenigstens ein längs der Spindelachse frei abragendes Führungsglied zugeordnet ist, wobei die Führungsglieder der gegenüberliegenden Spindelteile gegenläufig axial verschiebbar in entsprechenden Führungsaufnahmen des Dämpfungsblockes gelagert sind, und daß die axiale Verschiebbarkeit der Führungsglieder innerhalb der Führungsaufnahmen durch jedem Spindelteil zugeordnete Axialsicherungen begrenzt ist. Dadurch wird in einer kompakten Baueinheit sowohl eine ausreichende radiale Lenkelastizität als auch eine axiale Verschiebbarkeit der beiden Spindelteile relativ zueinander verwirklicht. Durch das Vorsehen lediglich einer einzelnen Baueinheit werden gegenüber dem Stand der Technik weniger Bauteile benötigt. Außerdem weist die Lenkungsanlage ein reduziertes Gewicht auf und schließlich ist durch diese Baueinheit die Lenkungsanlage mit geringerem Aufwand herstellbar, montierbar und demontierbar.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungsblock zylinderförmig gestaltet und von einer hohlzylindrischen Gehäusehülse umschlossen, in der auch die Führungsglieder und die Axialsicherungen angeordnet sind. Die Baueinheit bildet somit eine drehelastische und axialbewegliche Kupplung zwischen den beiden Spindelteilen, wobei die Gehäusehülse als Kupplungsgehäuse dient.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Dämpfungsblock wenigstens vier als Führungsaufnahmen dienende und auf einer gemeinsamen, zur Mittellängsachse konzentrischen Kreislinie in gleichmäßigen Abständen parallel zueinander angeordnete Durchtrittskanäle integriert, in die eine entsprechende Anzahl von als Führungsglieder dienenden Führungsbolzen von gegenüberliegenden Seiten hineinragt, deren Länge größer ist als die Länge der Durchtrittskanäle. Dadurch wird eine axiale Verschiebbarkeit bei gleichbleibender axialer Führung erzielt. Da jeweils wenigstens zwei Führungsbolzen jedem Spindelteil zugeordnet sind, wird auch eine zuverlässige drehschlüssige Mitnahme über den Dämpfungsblock erzielt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die jeweils wenigstens zwei Führungsbolzen für jeden Spindelteil in einer radialen Führungsscheibe gehalten, die innerhalb der Gehäusehülse axial linearbeweglich gelagert ist, und die an dem jeweiligen Spindelteil festgelegt ist. Dadurch wird eine funktionssichere Verbindung zwischen den Spindelteilen und den Führungsbolzen geschaffen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsanlage mit zwei Spindelteilen einer unteren Lenkspindel, die durch eine Lenkungskupplung miteinander verbunden sind, und

Fig. 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung die Lenkungskupplung zur Verbindung der beiden unteren Lenkspindelteile nach Fig. 1.

Eine Lenkungsanlage 1 weist eine obere, in einem Mantelrohr 2 gelagerte Lenkspindel auf, auf deren in einen nicht dargestellten Fahrzeuginnenraum ragendes oberes Stirnende ein Lenkrad aufsetzbar ist. Die im Mantelrohr 2 gelagerte Lenkspindel ist mittels eines Kreuzgelenkes 3 mit einer unteren Lenkspindel 4, 5 verbunden, die mittels eines weiteren Kreuzgelenkes 6 in nicht dargestellter Weise an ein Lenkgetriebe anschließt. Die untere Lenkspindel 4, 5 ist in einen oberen Lenkspindelteil 4 und einen unteren Lenkspindelteil 5 unterteilt, die mittels einer Lenkungskupplung 7 miteinander verbunden sind. Die Lenkungskupplung 7 gestattet in nachfolgend näher beschriebener Weise relativ zu einer Lenkspindelachse S (Fig. 2) eine Axialverschiebbarkeit der beiden Lenkspindelteile 4, 5 zueinander und weist außerdem elastische Dämpfungsmittel auf, die Stöße und Schwingungen ausgleichen, die von der Fahrbahn aus auf die untere Lenkspindel 4, 5 übertragen werden.

Als elastisches Dämpfungsmittel ist ein zylindrischer Dämpfungsblock 8 aus einem Gummimaterial vorgesehen, der auf einer zu der Lenkspindelachse S konzentrischen Kreislinie 6 zu der Lenkspindelachse S achsparallele Durchtrittsbohrungen 9 aufweist, in die jeweils eine Führungshülse 10 eingepreßt ist. In den Führungshülsen 10 und damit auch in den Durchtrittsbohrungen 9 sind insgesamt sechs Führungsbolzen 11 axialverschiebbar gelagert, die eine zylindrische Form aufweisen. Die Länge der Führungsbolzen 11 ist größer als die Länge der Durchtrittsbohrungen 9 und der Führungshülsen 10, so daß auch bei axial teilweise herausgezogenen Führungsbolzen 11 noch eine ausreichende axiale Führung durch die Führungshülsen 10 und die Durchtrittsbohrungen 9 erreicht wird. Die Führungshülsen 10 stellen Gleithülsen aus Metall dar, die Führungsbolzen 11 sind ebenfalls aus Metall hergestellt.

Jeweils drei Führungsbolzen 11 ragen von gegenüberliegenden Seiten her in den Dämpfungsblock 8 hinein, so daß in Umfangsrichtung des Dämpfungsblockes 8 jeweils die zueinander benachbarten Führungsbolzen 11 einander axial entgegengerichtet sind. Die drei unteren Führungsbolzen 11 sind dem Lenkspindelteil 5 in nachfolgend näher beschriebener Weise zugeordnet, die drei oberen Führungsbolzen 11 sind dem oberen Lenkspindelteil 4 zugeordnet. Alle Führungsbolzen 11 weisen an ihrem dem jeweiligen Spindelteil 4, 5 zugewandten Kopfende einen Radialbund 12 auf, mittels derer die Führungsbolzen 11 - jeweils zu dritt - in einer Führungsscheibe 13 gehalten sind. Die Führungsscheibe 13 ist mit jeweils drei Aufnahmehülsen 15 versehen, die axial durch die Führungsscheibe 13 hindurchragen und gemäß einem gleichseitigen Dreieck achsparallel zu der Lenkspindelachse S und damit auch zur Mittellängsachse der Führungsscheibe 13 ausgerichtet sind.

Im zentralen Bereich der Führungsscheibe 13 ist ein dreieckförmiger Durchtritt 19 vorgesehen, mittels dessen jede Führungsscheibe 13 auf dem zugehörigen freien Ende des jeweils zugeordneten Lenkspindelteiles 4, 5 fixierbar ist. Jeder Lenkspindelteil 4, 5 ist als Sechseckprofil ausgebildet und der dreieckförmige Durchtritt 16 in jeder Führungsscheibe 13 ist derart auf dieses Sechseckprofil abgestimmt, daß eine formschlüssige Mitnahme in Drehrichtung durch den jeweiligen Lenkspindelteil 4, 5 erzielt wird. Zusätzlich wird die Führungsscheibe 13 in ihrer radialen Ausrichtung relativ zur Lenkspindelachse S axial auf dem jeweiligen freien Stirnende des zugeordneten Lenkspindelteiles 4, 5 fixiert. Die axiale Fixierung kann durch Verschweißen erfolgen.

Jede Führungsscheibe 13 weist an ihrem Außenumfang auf zwei gegenüberliegenden Seiten zwei Führungsnocken 14 auf. Mittels dieser Führungsnocken 14 ist jede Führungsscheibe 13 in einer hohlzylindrischen Gehäusehülse 17 axialbeweglich geführt, indem in der Gehäusehülse 17 für jede Führungsscheibe 13 von den gegenüberliegenden Stirnseiten der Gehäusehülse 17 her jeweils zwei Axialnuten 18 vorgesehen sind. Die Führungsnocken 14 sind kleiner als die Axialnuten 18 in der Gehäusehülse 17 ausgeführt. Durch dieses Spiel entsteht ein Anschlag der Führungsscheibe 13 in der Gehäusehülse 17 und schützt den Dämpfungsblock 8 vor Überlastung. Das heißt, bei sehr großen Drehmomenten - außerhalb des Betriebsbereiches - entfällt der elastische Anteil, und es ist reiner Formschluß vorhanden. Im normalen Betriebsbereich entsteht somit eine Drehdämpfung bis zum Anschlag der Führungsnocken.

Zur Montage der Lenkungskupplung 7 werden zunächst die Führungsscheiben 13 auf den zugehörigen Lenkspindelteilen 4, 5 fixiert. Anschließend werden die Führungsbolzen 14 derart in die Aufnahmehülsen 15 der jeweiligen Führungsscheibe 13 hineingeschoben, daß die Kopfenden zu dem jeweiligen Lenkspindelteil 4, 5 gerichtet sind. Sobald die mit den Ringbünden 12 versehenen Kopfenden an den Aufnahmehülsen 15 axial anschlagen, haben die Führungsbolzen 11 ihre Funktionsposition erreicht. In dieser Funktionsposition können sie axial zu der Führungsscheibe 13 festgelegt werden. Anschließend werden die Führungsbolzen 11 einschließlich der Führungsscheiben 13 in die Gehäusehülse 17 eingeführt, in der bereits der Dämpfungsblock 8 angeordnet ist. Der Dämpfungsblock 8 ist derart in Umfangsrichtung ausgerichtet, daß die Führungsbolzen 11 der beiden Führungsscheiben in die zugeordneten Führungshülsen 10 innerhalb der Durchtrittsbohrungen 9 eingreifen können. Die axiale Sicherung der Führungsscheiben 13 innerhalb der Gehäusehülse 17 erfolgt durch zwei Sicherungsringe 20, die in entsprechende Radialnuten 19 an der Innenwandung der Gehäusehülse 17 einsetzbar sind. Eine erneute Demontage erfolgt in einfacher Weise durch ein Lösen der Sicherungsringe 20 und ein anschließendes Herausnehmen der einzelnen Teile der Lenkungskupplung 7 aus der Gehäusehülse 17.

Der gummielastische Dämpfungsblock 8 wirkt zum einen bei Relativverdrehungen zwischen den Lenkspindelteilen 4 und 5 drehelastisch, da die entsprechenden Drehbewegungen über die Führungsbolzen 11 direkt in den Dämpfungsblock 8 übertragen werden. Zum anderen ist durch den Dämpfungsblock 8 eine Axialführung der Führungsbolzen 11 und damit eine Axialverschieblichkeit der Lenkspindelteile 4 und 5 relativ zueinander gewährleistet. Die axiale Länge des Dämpfungsblockes 8 ist exakt an den Abstand der Böden der beiden Axialnuten 18 angepaßt, so daß der Dämpfungsblock 8 in axialer Richtung auch dann nicht belastet wird, wenn beide Führungsscheiben 13 axial nach innen auf Block laufen.

Claims (7)

1. Lenkungsanlage (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer unteren Lenkspindel, die in zwei über elasti­ sche Dämpfungsmittel miteinander verbundene Lenkspindelteile (4, 5) unterteilt ist, wobei als Dämpfungsmittel ein gummielastischer Dämpfungsblock (8) vorgesehen ist, und jedem Spindelteil (4, 5) jeweils wenigstens ein längs der Spindelachse (S) frei abragendes Führungsglied (11) zuge­ ordnet ist, wobei die Führungsglieder (11) der gegenüberliegenden Spindelteile (4, 5) gegenläufig axial verschiebbar in entsprechenden Führungsaufnahmen (9, 10) des Dämpfungsblockes (8) gelagert sind, und die axiale Verschiebbarkeit der Führungsglieder (11) innerhalb der Führungs­ aufnahmen (9, 10) durch jedem Spindelteil (4, 5) zugeordnete Axialsicherungen (19, 20) begrenzt ist.

2. Lenkungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsblock (8) zylinderförmig gestaltet und von einer hohlzylindrischen Gehäusehülse (17) umschlossen ist, in der auch die Führungsglieder (11) und die Axialsicherungen (18, 20) angeordnet sind.

3. Lenkungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dämpfungsblock (8) wenigstens vier als Führungsaufnahmen dienende und auf einer gemeinsamen, zur Mittellängsachse (S) konzentrischen Kreislinie in gleichmäßigen Abständen parallel zueinander angeordnete Durchtrittskanäle (9) integriert sind, in die eine entsprechende Anzahl von als Führungsglieder dienenden Führungsbolzen (11) von gegenüberliegenden Seiten hineinragt, deren Länge größer ist als die Länge der Durchtrittskanäle (9).

4. Lenkungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils wenigstens zwei Führungsbolzen (11) für jeden Spindelteil (4, 5) in einer radialen Führungsscheibe (13) gehalten sind, die innerhalb der Gehäusehülse (17) axial linearbeweglich gelagert ist, und die an dem jeweiligen Spindelteil (4, 5) festgelegt ist.

5. Lenkungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsscheiben (13) an ihrem Außenumfang einander gegenüberliegend jeweils zwei Führungsnocken (14) aufweisen, die in korrespondierende Axialnuten (18) in der Gehäusehülse (17) eingreifen.

6. Lenkungsanlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsbolzen (11) an seinem Kopfende mit einem Ringbund (12) zur axialen Sicherung in einem korrespondierenden Durchtritt (15) der zugeordneten Führungsscheibe (13) versehen ist.

7. Lenkungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsscheibe (13) koaxial und drehschlüssig an dem zugeordneten Spindelteil (4, 5) festgelegt ist.