DE19634102C1 - Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das einen am Instrumententräger axial verstellbar und in einem bestimmten Winkelbereich verschwenkbar gelagerten ringartigen und mindestens einen Teil der für den Fahrer wichtigen Instrumente aufnehmenden Träger umgibt und um diesen drehbar gelagert ist, und dessen Drehachse versetzt zu der Achse einer Lenksäule angeordnet ist, wobei Mittel zur Übertragung der Drehbewegung des Lenkrades auf die Lenksäule vorgesehen sind.

Eine Lenkradanordnung dieser Art ist aus der DE 30 07 726 C2 bekannt. Dort hat man als Träger ein Rohr vorgesehen, das längsverschiebbar auf einem weiteren Rohrstück sitzt, welches seinerseits über einen stabilen Schwenkbolzen karosseriefest gelagert ist. Das Lenkrad selbst umgibt das axial verschiebbare Rohr und ist mit Kugellagern darauf gelagert. Es besitzt an einem Ende ein den rohrförmigen Träger mit Abstand umgebendes Zahnrad, das mit dem Ritzel einer in etwa achsparallel zum Träger angeordneten Lenkwelle kämmt. Um bei einem Verschwenken oder einer Axialverstellung dieses Lenkrades den Eingriff der Verzahnung nicht zu stören, ist die Lenkwelle mit einem Kardangelenk versehen und selbst axial in einem gewissen Umfang verstellbar gelagert.

Lenkradanordnungen dieser Art sind wegen der Verwendung von verhältnismäßig langen rohrförmigen Teilen voluminös, ihr Einbau ist auch aufwendig und die Lagerungsstabilität einer solchen verstellbaren Lenkradanordnung ist nicht sehr groß. Unter sicherheitstechnischen Aspekten werden solche Lenkanordnungen im allgemeinen nicht verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkradanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine stabile Lagerung des Lenkrades unter Beibehaltung der Verstellmöglichkeit erreicht wird, wobei auf eine möglichst kompakte Bauweise zu achten ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Lenkradanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Träger einerseits mit einem Bereich seines Umfanges über Befestigungslaschen schwenkbar an einem Ende einer Schwinge angebracht ist, die mit ihrem anderen Ende schwenkbar am Instrumententräger gelagert ist und andererseits mit dem gegenüberliegenden Bereich seines Umfangs im Bereich der Lagerung der Schwinge über eine längenverstellbare Stütze an der Schwinge angebracht ist. Diese Ausgestaltung verzichtet vollkommen auf axial aneinandergeführten Rohrstücken, die zu einer platzgreifenden Bauweise führt. Der über die Schwinge verstellbare Träger kann axial verhältnismäßig kurz ausgebildet werden und, wie an sich bekannt, Instrumententeile, wie Geschwindigkeitsmesser, Drehzahlmesser oder Kraftstoffanzeige aufnehmen, die somit zentral im Lenkrad untergebracht sind, ohne aber einer Drehbewegung unterworfen zu werden. Auch ein Airbag kann am Träger gelagert sein, wobei alle Vorteile einer karosseriefesten Anordnung dieser Teile gegeben sind, auch wenn der Träger mit dem Lenkrad in gewissem Umfang zur Anpassung an Wünsche des Fahrers verstellbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Schwinge rahmenförmig mit zwei parallel zueinander verlaufenden Horizontalstreben ausgebildet sein, von denen die erste beidseitig am Instrumententräger und die zweite mittig am Instrumententräger gelagert ist. Die rahmenförmige Schwinge ist auf diese Weise an drei Punkten stabil an karosseriefesten Teilen des Instrumententrägers angeordnet. Das Lenkrad ist auf diese Weise stabil und erschütterungsfrei gelagert, wobei bei einer solchen Anordnung auch alle sicherheitstechnischen Anforderungen in einem Crashfall erfüllt werden können.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei die mittige Lagerung des Schwingenrahmens über ein Verstellelement, beispielsweise über eine von einem Motor getriebene Spindel erfolgen, das in der Achse der Horizontalstrebe angreift und ein Kippen des Schwingenrahmens um seine Schwenklagerung ermöglicht.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die zweite Horizontalstrebe beidseitig die Lagerung für den Träger bildet, der somit in etwa in umgekehrter Anordnung der Schwingenlagerung seinerseits an der Schwinge verstellbar gelagert ist, allerdings so, daß seine Schwenkachse parallel versetzt zu der Schwenkachse für den Schwingenrahmen liegt.

Hierbei kann die Lagerung des Trägers ebenfalls über ein Verstellelement, beispielsweise eine motorgetriebe Spindel erfolgen, das auf der Achse der ersten Horizontalstrebe liegt, so daß exakt die umgekehrte Lagerausgestaltung zur Lagerung des Schwingenrahmens vorliegt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es daher, bei Betrieb der beiden Verstellelemente, d. h. der Verstellelemente für den Schwingenrahmen und den Träger, den Träger und das an ihm gelagerte Lenkrad in einer Art und Weise zu verstellen, die der üblichen Axialverstellung eines Lenkrades entspricht. Werden dagegen nur einzelne Verstellelemente betätigt, so kann das Lenkrad mit dem Träger gegenüber seiner Ausgangslage in der einen oder anderen Richtung gekippt werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Träger und seine Lagerung von einer Verkleidung umgeben werden, die fest am Träger befestigt ist. Diese Verkleidung macht daher alle Verstellbewegungen mit. Träger, Lenkrad einschließlich Schwingenlagerung und Verstellelemente können auch als ein vormontierbares Bauteil ausgebildet sein, so daß der sogenannte Lenkungsmodul als Ganzes in das Fahrzeug eingebaut werden kann, wobei die Verkleidung zweckmäßig erst anschließend aufgebracht wird. Sie läßt sich in Weiterbildung der Erfindung zweiteilig ausbilden, so daß sie ohne Schwierigkeiten entweder vor oder nach dem Anbau des Lenkungsmoduls aufgesetzt werden kann. In Weiterbildung der Erfindung kann die Verkleidung einen Ansatzring des Lenkrades übergreifen, so daß auch ein formschönes Aussehen erreicht werden kann. Das Lenkrad selbst kann im Bereich innerhalb der Verkleidung über Wälzlager am Träger gelagert sein und im Bereich seiner Lagerung einen Zahnrad besitzen, das mit einem am Träger gelagerten Ritzel zusammenwirkt, über das wiederum die Drehung der Lenksäule beeinflußt wird. Das kann nun in Weiterbildung der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch geschehen, daß das Ritzel eine Art Drehwinkelgeber bildet, dessen Signal elektrisch auf einen Antrieb für eine an anderer Stelle angeordnete Lenksäule einwirkt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung läßt sich daher auch sehr vorteilhaft für den elektrischen Antrieb von Lenkspindeln einsetzen, wobei als Drehwinkelgeber nicht unbedingt ein mit einem Zahnkranz zusammenwirkendes Ritzel, sondern auch jeder andere Drehwinkelgeber, beispielsweise ein auf mit dem Lenkrad verbundene Markierungen oder Vorsprünge oder auch auf eine Verzahnung berührungslos ansprechender Impulsgeber vorgesehen sein kann.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Längsschnittes durch eine erfindungsgemäße Lenkradanordnung und

Fig. 2 die schematische Darstellung der Draufsicht auf die Lenkradanordnung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen, jedoch ohne das Lenkrad und in vergrößerter Form.

In der Fig. 1 und 2 ist eine Lenkradanordnung nach der Erfindung gezeigt, bei der ein Lenkrad (1) vorgesehen ist, daß mit einem axial abstehenden Kragen (2) über Wälzlager (3) am Umfang eines ringförmigen Trägerkörpers (4) drehbar gelagert ist. Der Kragen (2) ist an seinem äußersten inneren Ende mit einem Zahnkranz (5) versehen, der mit einem Ritzel (6) kämmt, das auf einer Achse drehbar innerhalb des Trägers (4) gelagert ist. Zu diesem Zweck ist am Innenumfang des Trägers (4) ein Lagerungsansatz (7) vorgesehen.

Der Träger (4) seinerseits ist in seinem in der Fig. 2 oben gelegenen Umfangsbereich mit axial von ihm abragenden laschenartigen Ansätzen (8) versehen, die symmetrisch zu einer Vertikalmittelebene des Trägers (4) angeordnet sind. Diese beiden laschenartigen Ansätze (8) sind jeweils am Ende einer Horizontalstrebe (9) eines Schwingenrahmens (10) drehbar gelagert, der aus einer zu der Querstrebe (9) parallelen Horizontalstrebe (11) und aus zwei symmetrisch zu der vorher erwähnten Vertikalmittelebene (13) angeordneten Vertikalstreben (12 und 14) besteht. Im folgenden wird für die Horizontalquerstrebe (11) der Ausdruck "erste Horizontalquerstrebe" und für die Querstrebe (9) der Ausdruck "zweite Horizontalquerstrebe" verwendet werden.

Die erste Horizontalquerstrebe (11) ist in nicht näher gezeigter Weise mit ihren beiden Enden an einem Querträger (16) der Karosserie gelagert, der in an sich bekannter Weise unterhalb einer nicht gezeigten Windschutzscheibe verläuft und im weiteren als Instrumententräger bezeichnet werden wird. Die Laschen (15) sind an diesem Instrumentträger (16) angeordnet, an dem auch eine Verstelleinrichtung (17) in der Form einer Verstellspindel (18) eines Antriebsmotors (19) angeordnet ist, dessen Basis fest mit dem Instrumententräger (16) verbunden ist. Diese Verstellspindel (18) greift über einen Kugelkopf (20) mit einem entsprechenden Innengewinde, das auf der Spindel (18) geführt ist, in eine Halterung (21) an der zweiten Horizontalquerstrebe (9) ein. Durch Betätigung des Motors (19) kann daher der Schwingenrahmen (10) um seine mit der Achse der ersten Querstrebe (11) zusammenfallende Schwenkachse (22) verschwenkt werden.

An der ersten Querstrebe (11) greift in ähnlicher Weise eine Verstellspindel (23) eines elektrischen Antriebsmotors (24) über eine Kugelmutter (25) an. Dieser Elektromotor (24) ist dabei fest an einer Halterung (26) innerhalb des Trägers (4) befestigt. Fest mit dem Träger (4) verbunden ist außerdem auch noch eine Halterung (27), an der verschiedene Instrumente, beispielsweise ein Geschwindigkeitsmesser o. dgl. (28) befestigt sind. Außerdem ist ein Airbag (29) fest an dem Träger (4) angeordnet, der mit seinem Gehäuse im unteren Teil des Lenkrades (1) sitzt und so für den Fahrer die Sicht in das Innere des Trägers abdeckt. Die Sicht des Fahrers auf die Instrumente (28) bleibt dagegen frei. Die Anlenkpunkte für die Halterung (21) bzw. für die Gewindemutter (25) sind in der Vertikalmittelebene (13) angeordnet. Dadurch ergeben sich besonders vorteilhafte kinematische Verhältnisse für die Lenkung. Die gesamte Anordnung ist von einer zweiteiligen Verkleidung (30) umgeben, die auch den Kragen (2) des Lenkrades außen übergreift und die über Befestigungsstreben (31) in nicht näher gezeigter Weise mit ihrer unteren Verkleidungshälfte fest mit dem Träger (4) verbunden ist. Nach dem Aufsetzen der oberen Verkleidungshälfte ergibt sich so ein Lenkungsmodul, der auch vormontiert werden kann und der dann am Instrumententräger (16) anbaubar ist.

Durch diese Ausgestaltung, bei der die Rahmenschwinge (10) an drei Punkten am Instrumententräger (6) befestigt und wiederum - etwa spiegelbildlich - der Träger (4) an drei Punkten mit dem Schwingenrahmen (10) verbunden ist, ist sowohl der Schwingen­ rahmen (10) gegenüber dem Instrumententräger (6), als auch der Träger (4) gegenüber dem Schwingenrahmen (10) neigbar. Es ergeben sich dadurch folgende Verstellmöglichkeiten. Werden beide Verstellmotoren (19 und 24) betrieben, dann führt der Träger (4) und das Lenkrad (1) eine Verstellbewegung durch, die etwa der gewohnten axialen Lenkradverstellung entspricht. Dies dann, wenn die Motoren (19 und 24) so drehen, daß sich ihre Spindeln jeweils gleichsinnig verkürzen oder verlängern. Wird jedoch nur der Motor (19) der Verstelleinrichtung (17) betätigt, dann verschwenkt der Träger (4) und das Lenkrad (1) um die durch die erste Horizontalquerstrebe (11) verlaufende Achse (22). Das Lenkrad kann daher im Winkel zum Fahrer verstellt werden.

Da der Gelenkpunkt an der Gewindemutter (25) exakt auf der Achse (22) liegt, kommt es nicht zu kinematischen Störungen, wenn der Träger (4) um seine Achse (22) geschwenkt wird. Dieser Effekt läßt sich verstärken, wenn die Verstellspindel (23) im entgegengesetzten Sinn verfahren wird, d. h. wenn diese Spindel (23) sich verkürzt, während sich die Spindel (18) verlängert.

Natürlich kann die Verkleidung (30) entsprechend dem Innendesign des Fahrzeuges mit unterschiedlichen Oberflächen, beispielsweise auch gepolstert ausgeführt werden. Aus formalen Gründen empfiehlt es sich, wegen der Verstellung zumindest die untere Verkleidungsschale in allen Verstellpositionen in die Instrumententafel eintauchen zu lassen.

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die neue Lenkradanordnung äußerst stabil am Instrumententräger (16) gelagert werden kann und daß sie dennoch die gewünschte Lenkradverstellung in einfacher Weise erlaubt.

Die Übertragung der Lenkbewegung des Lenkrades (1) auf die im Ausführungsbeispiels nicht gezeigte Lenkspindel kann dadurch geschehen, daß das Ritzel (6) selbst als Drehwinkelgeber ausgebildet wird oder daß ihm ein entsprechender Drehwinkelgeber zugeordnet wird. Das dem Drehwinkel entsprechende Signal kann dann auf elektrische Weise - der Träger wird nicht mitgedreht - zur Lenkspindel übertragen werden, so daß dort ein entsprechender Motor die Lenkbewegung durchführt. Die vorgestellte neue Lenkradanordnung eignet sich daher neben ihrer Verstellmöglichkeit für das Lenkrad auch in ganz besonders vorteilhafter Weise für die Realisierung einer elektrischen Lenkübertragung. Die gewählte Aufhängung des Trägers über den Schwingenrahmen (10) ist äußerst stabil. Das Lenkrad (1) ist daher erschütterungs- und zitterfrei montierbar, wobei die sonst üblichen Mantelrohrmassen entfallen können.

Claims (12)

1. Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad (1), das einen am Instrumententräger (16) axial verstellbar und in ei­ nem bestimmten Winkelbereich verschwenkbar gelagerten ringartigen und mindestens einen Teil der Anzeigeinstrumente aufnehmenden Trä­ ger (4) umgibt und um diesen drehbar gelagert ist, und dessen Drehachse versetzt zu der Achse einer Lenksäule angeordnet ist, wobei Mittel zur Übertragung der Drehbewegung des Lenkrades (1) auf die Lenksäule vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) einerseits in einem Bereich seines Umfanges über Befestigungslaschen (8) schwenkbar mit einem Ende einer Schwinge (10) verbunden ist, die am anderen Ende schwenkbar am Instrumen­ tenträger (16) gelagert ist und andererseits in dem gegenüberliegenden Bereich seines Umfanges im Bereich der Lagerung der Schwinge (10) über eine längenverstellbare Stütze (23) mit der Schwinge (10) verbunden ist.

2. Lenkradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge als Schwingenrahmen (10) mit zwei parallel zueinander verlaufenden Horizontalquerstreben (9 und 11) ausgebildet ist, von denen die erste (11) beidseitig am Instrumententräger (16) und die zweite (9) mittig am Instrumententräger (16) gelagert ist.

3. Lenkradanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Lagerung des Schwingenrahmens (10) über ein Ver­ stellelement (17) erfolgt, das auf der Achse der zweiten Horizontalquerstrebe (9) angreift und ein Kippen des Schwingenrahmens (10) um seine Schwenklagerung am Instrumententräger (16) ermöglicht.

4. Lenkradanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Horizontalquerstrebe (9) beidseitig die Lagerung für die Befestigungslaschen (8) des Trägers (4) bildet.

5. Lenkradanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) mit seiner zweiten Seite mittig an der ersten Horizontalquerstrebe (11) des Schwingenrahmens (10) gelagert ist.

6. Lenkradanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) über ein Verstellelement (23, 24) an der ersten Horizontalstrebe (11) gelagert ist, dessen Wirklinie auf der Achse (22) der ersten Horizontalquerstrebe (11) liegt.

7. Lenkradanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) von einer Verkleidung (30) umgeben ist, die fest mit ihm verbunden ist.

8. Lenkradanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (30) einen Ansatzring (2) des Lenkrades (1) übergreift.

9. Lenkradanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (30) zweiteilig ausgebildet ist.

10. Lenkradanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (1) im Bereich innerhalb der Verkleidung (30) über Wälzlager (3) am Träger (4) gelagert ist.

11. Lenkradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (1) im Bereich seiner Lagerung einen Zahnkranz (5) aufweist, der mit einem am Träger (4) gelagerten Ritzel (6) o. dgl. zusammenwirkt.

12. Lenkradanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (6) als Drehwinkelgeber wirkt, dessen Signal elektrisch auf einen Antrieb für die Lenksäule weitergeleitet wird.