DE19643203A1 - Vorrichtung an einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge zur Längen- und/oder Höhen- bzw. Neigungsverstellung - Google Patents
Vorrichtung an einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge zur Längen- und/oder Höhen- bzw. NeigungsverstellungInfo
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- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge zur
Längen- und/oder Höhen- bzw. Neigungsverstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Patentanspruches 1.
Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden. Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung so konstruktiv auszubilden,
daß mit einem einzigen Betätigungshebel die Länge der Lenksäule und ihre Höhenlage bzw.
Neigung einstellbar ist, im Crashfall jedoch sich nur die Lenksäule axial verschiebt und dies
unter Beibehaltung der eingestellten Höhen- oder Neigungslage. Zur Lösung dieser Aufgabe
schlägt die Erfindung jene Merkmale vor, die Inhalt und Gegenstand des kennzeichnenden
Teiles des Patentanspruches 1 sind. Dank dieses Vorschlages verlaufen über den Betäti
gungshebel zwei getrennte Kraftschlußkreise, von denen der eine über die Rohrachse
(Höhen- bzw. Neigungsverstellung) und der andere (Längenverstellung) über die Sollbruch
stelle führt.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird diese anhand zweier Ausführungsbeispiele näher
erörtert, ohne dadurch die Erfindung auf diese gezeigten Ausführungsbeispiele einzuschrän
ken. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt und die
Fig. 2 einen Längsschnitt - Schnittlinie II-II in Fig. 1 - durch ein erstes Ausführungsbei
spiel;
Fig. 3 einen Querschnitt und
Fig. 4 einen Längsschnitt - Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 - durch ein zweites Ausführungsbei
spiel;
Fig. 5 das eine Profilstück in Untersicht;
die Fig. 6, 7 und 8 eine der beiden Kulissen in Draufsicht, Seitensicht und Ansicht;
Fig. 9 ein Detail der Führungsschiene;
Fig. 10 in Schrägsicht die zweite Kulisse;
Fig. 11 den unteren Teil des zweiten Profilstückes in Draufsicht.
An einem chassisfesten Bauteil 1 mit einer vertikalen Langlochausnehmung 2, der einen im
wesentlichen H-förmigen Querschnitt (Fig. 2) hat, liegt an dessen einen Seite eine Führungs
schiene 3 an, die um eine hinter der Zeichenebene liegenden Achse in einer rechtwinkelig
zur Zeichenebene stehenden Ebene um einige Winkelgrade verschwenkbar ist. Diese Achse
liegt parallel zur Achse 4 des Bolzens 5. Diese Führungsschiene 3 besitzt eine hinterschnitte
ne Führungsnut 6, die ein Mantelrohr 7 aufnimmt, in welchem eine längenveränderbare
Lenkspindel 8 gelagert ist, die hier nur angedeutet ist. Dieses Mantelrohr 7 besitzt einen
seitlichen, trapezartigen Ansatz, der von der Führungsnut 6 förmschlüssig übergriffen ist.
An dieser Führungsschiene 3 ist eine Rohrachse 9 festgelegt, die die Langlochausnehmung 2
im chassisfesten Bauteil 1 durchsetzt. Auf dieser Rohrachse 9 ist ein um diese verschwenk
barer Betätigungshebel 10 gelagert. Dieser Betätigungshebel 10 liegt einseitig an einem hier
als Mutter ausgebildeten Anschlag 11 an, der mit der Rohrachse 9 fest verbunden ist. Zu
beiden Seiten dieses Betätigungshebels 10 sind Kulissen 12 und 13 vorgesehen, die auf der
Rohrachse 9 axial verschiebbar, aber gegen Verdrehung gesichert sind. Die eine topfartig
ausgebildete Kulisse 12 (Fig. 10) ist über ein Federpaket 14 gegen einen Anschlag 15 abge
stützt, der seinerseits fest mit dem Ende des Bolzens 5 verbunden ist, der in der Rohrachse 9
liegt und der mit seinem einen Ende aus dieser Rohrachse vorkragt. Die Stirnseite 16 (Fig.
10) dieser topfartigen Kulisse 12 ist mit Schrägflächen bestückt, die an korrespondierenden
Schrägflächen des Betätigungshebels 10 anliegen, so daß eine Verdrehung des Betätigungs
hebels 10 um die Achse 4 eine Axialverschiebung der Kulisse 12 auf der Rohrachse 9 be
wirkt.
Die zweite Kulisse 13, die auf der Rohrachse 9 axial verschiebbar, gegenüber dieser jedoch
verdrehgesichert ist, besitzt zwei Zahnleisten 17 (Fig. 6) und zwischen den Zahnleisten Boh
rungen 18, die hier Federn 19 aufnehmen, die sich mit ihrem einen Ende an einem Gleittel
ler 20 abstützen, der seinerseits am chassisfesten Bauteil 1 anliegt. Die dem Betätigungshe
bel 10 zugewandte Stirnseite dieser Kulisse 13 ist ebenfalls mit Schrägflächen bestückt, die
an dazu korrespondierenden Schrägflächen am Betätigungshebel 10 anliegen. Diese stirnsei
tigen Schrägflächen an den beiden Kulissen 12 und 13 und am Betätigungshebel 10 sind so
ausgebildet, daß durch die Verschwenkung des Betätigungshebels 10 in eine Richtung die
beiden Kulissen von diesem Betätigungshebel 10 weggedrängt oder weggeschoben werden.
Die Zahnleisten 17 der Kulisse 13 greifen in Zahnleisten 22 ein, die am chassisfesten Bauteil
1 angeordnet sind.
Im Mantelrohr 7, und zwar in dem von der Führungsnut 6 aufgenommenen Abschnitt, ist
eine in Längsrichtung des Mantelrohres 7 verlaufende Langlochausnehmung 23 ausgespart,
deren Ränder 24 zum Inneren des Mantelrohres 7 hin umgebogen sind, wobei diese Ränder
eine Zahnung 25 besitzen. Der Bolzen 5, der durch diese Langlochausnehmung 23 in das
Innere des Mantelrohres 7 ragt, ist mit einem Profilstück 26 verbunden, das einen im we
sentlichen T-förmigen Querschnitt (Fig. 1) hat, wobei an der Unterseite dieses Profilstückes
26 (Fig. 5) Zahnleisten 27 angeformt sind, die mit der Zahnung 25 an den Längsrändern 24
kämmen. Zwischen den auskragenden Schultern dieses Profilstückes 26 und der Innenseite
des Mantelrohres 7 sind vorgespannte Federn 28 angeordnet (Fig. 1).
In den Flanken der Führungsnut 6 (Fig. 9) sind kugelschalenartige Vertiefungen ausgespart,
in welchen Kugelkalotten 30 liegen, die als Auflager für das Mantelrohr 7 dienen. In der
inneren Mündungsebene der Rohrachse 9 besitzt der Bolzen 5 eine Sollbruchstelle 31.
In der betriebsmäßigen Stellung ist der Betätigungshebel 10 in einer solchen Lage, daß die
beiden Kulissen 12 und 13 von ihm weggedrückt sind, die Kulisse 12 nach links, die Kulisse
13 nach rechts. Dadurch sind die Verzahnungen des Bauteiles 1 und der Kulisse 13 unter
Vorspannung der Feder 19 fest aneinandergedrückt. Andererseits zieht die Kulisse 12 über
das Federpaket 14 und den Anschlag 15 den Bolzen 5 mit der Sollbruchstelle 31 nach links
und drückt dabei das Profilstück 26 bzw. dessen Zahnleisten 27 in die Zahnung 25 der Rän
der 24 der Langlochausnehmung 23 des Mantelrohres 7. Damit ist die Lenksäule, bestehend
aus Mantelrohr 7 und Lenkspindel 8, gegenüber dem chassisfesten Bauteil 1 verspannt.
Soll die Lenksäule in ihrer Länge (rechtwinkelig zur Zeichenebene in Fig. 1) und/oder in
ihrer Neigung (Pfeil 32 - Fig. 1) verstellt werden, so wird der Betätigungshebel 10 ver
schwenkt (rechtwinkelig zur Zeichenebene in Fig. 1), wodurch die Kulissen 12 und 13 in
axialer Richtung Spiel erhalten, so daß die Vorspannung der Federn 19 bzw. 28 wirksam
wird mit der Folge, daß die bislang in Eingriff miteinander stehenden Verzahnungen außer
Eingriff gelangen. Nun kann das Mantelrohr in seiner Führungsnut 6 verschoben werden
bzw. kann die Führungsschiene 3 um ihre hinter der Zeichenebene liegende Achse ver
schwenkt werden (Pfeil 32). Die nun von den erwähnten Teilen eingenommene Lage wird
dadurch arretiert, daß der Betätigungshebel 10 wiederum in seine Ausgangslage zurück ver
schwenkt wird und dabei die Kulissen 12 und 13 von ihm wegdrängt, wodurch unter neuer
licher Vorspannung der Federn 19 und 28 die Zahnungen wieder in Eingriff gelangen.
Wirkt auf die Lenksäule axial eine unfallverursachte Kraft ein, so wird die Sollbruchstelle
31 des Bolzens 5 abgeschert und die Lenksäule verschiebt sich in der Führungsnut 6 in ihrer
Längsrichtung, wobei jedoch die eingestellte Neigungslage unverändert beibehalten wird.
Beim besprochenen und gezeigten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist die
Sollbruchstelle 31 durch die auf den Bolzen 5 einwirkende axiale Spannkraft belastet.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist die hier vorgesehene Sollbruchstelle
33 unbelastet. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom besprochenen durch die
Ausbildung des Bolzens 5, der hier über seine gesamte Länge einen einheitlichen Quer
schnitt hat, und durch die Ausbildung des Profilstückes 26. Dieses besteht aus einem U-förmigen
Unterteil 34 (Fig. 11) und einem plattenförmigen Oberteil 35, wobei diese beiden
Teile durch einen Scherbolzen 37 mit der Sollbruchstelle 33 verbunden sind, wobei diese
Sollbruchstelle 33 in der Trennebene dieser beiden Teile liegt. Die Achse des Bolzens 5, die
des Scherbolzens 37 und die Längsachse der einseitig offenen Öffnung 36 liegen dabei
zweckmäßig in einer Ebene. Die Sollbruchstelle 33 ist bei dieser konstruktiven Ausgestal
tung unbelastet, und zwar unabhängig davon, wie stark der Bolzen 5 gespannt ist.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Federn 19 und 28 als Schraubenfedern aus
gebildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, hier auch Blattfedern vorzusehen, die einfacher
zu führen sind als Schraubenfedern. Von der Ausgestaltung des Profilstückes 26 und des
Bolzens 5 abgesehen entsprechen einander die beiden gezeigten Ausführungsbeispiele, aus
welchem Grund gleiche Teile auch mit gleichen Hinweisziffern versehen wurden.
1
chassisfestes Bauteil
2
Langlochausnehmung
3
Führungsschiene
4
Achse
5
Bolzen
6
Führungsnut
7
Mantelrohr
8
Lenkspindel
9
Rohrachse
10
Betätigungshebel
11
Anschlag
12
Kulisse
13
Kulisse
14
Federpaket
15
Anschlag
16
Stirnseite
17
Zahnleiste
18
Bohrung
19
Feder
20
Gleitteller
21
Stirnseite
22
Zahnleiste
23
Langlochausnehmung
24
Längsränder
25
Zahnung
26
Profilstück
27
Zahnleiste
28
Feder
29
Vertiefung
30
Kugelkalotte
31
Sollbruchstelle
32
Pfeil
33
Sollbruchstelle
34
Unterteil
35
Oberteil
36
Öffnung
37
Scherbolzen
Claims (12)
1. Vorrichtung an einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge zur Längen- und/oder Höhen- bzw.
Neigungsverstellung derselben mit einem eine Lenksäule aufnehmenden Mantelrohr (7),
das formschlüssig an einer Führungsschiene (3) in Längsrichtung verschiebbar gelagert
ist und die Führungsschiene (3) um eine quer zum Mantelrohr (7) liegende Achse ver
schwenkbar ist, die an einem am Chassis des Kraftfahrzeuges angeordneten Bauteil (1)
festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß quer zum Mantelrohr (7) an der Führungs
schiene (3) eine Rohrachse (9) festgelegt ist, in der ein in das Mantelrohr (7) ragender
Bolzen (5) liegt, wobei der Bolzen (5) durch eine im Mantelrohr (7) vorgesehene, paral
lel zur Achsrichtung des Mantelrohres sich erstreckende Langlochausnehmung (23)
ragt, deren Längsränder (24) gezahnt sind und am inneren Ende des Bolzens (5) ein ge
gen die Kraft mindestens einer vorgespannten Feder (28) mit den gezahnten Längsrän
dern (24) kämmendes Profilstück (26) vorgesehen ist und an der Rohrachse (9) ein um
diese verschwenkbarer Betätigungshebel (10) gelagert ist, zu dessen beiden Seiten auf
der Rohrachse (9) gelagerte und in Richtung deren Achse durch die Verschwenkung des
Betätigungshebels (10) verschiebbare Kulissen (12, 13) vorgesehen sind, wobei die er
ste, dem Mantelrohr (7) abgewandte Kulisse (12) mit dem einen Ende des Bolzens (5)
verbunden ist und die zweite Kulisse (13) auf der dem Mantelrohr (7) zugewandten
Seite mindestens eine Zahnleiste (17) aufweist, die mit einer am feststehenden Bauteil
(1) vorgesehenen Zahnleiste (22) kämmt und im Bereich des Mantelrohres (7) eine
Sollbruchstelle (31, 33) vorgesehen ist, die die formschlüssige Verbindung zwischen
Mantelrohr (7) und Bolzen (5) bei einer auf die Lenksäule axial einwirkenden, unfall
verursachten Kraft unterbricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrachse (9) eine ver
tikale Langlochausnehmung (2) im feststehenden Bauteil (1) durchsetzt und beidseitig
dieser Langlochausnehmung (2) vertikal verlaufende Zahnleisten (22) vorgesehen sind,
die mit den Zahnleisten (17) kämmen, die an der zweiten Kulisse (13) vorgesehen sind
und die Zähne dieser Zahnleisten (17, 22) gegen die Wirkung mindestens einer vorge
spannten Feder (19) ineinandergreifen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Rohrachse (9)
schwenkbar gelagerte Betätigungshebel (10) auf seiner dem Mantelrohr (7) abgewand
ten Seite an einem an der Rohrachse (9) festgelegten Anschlag (11) anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Bolzens
(5) gegenüber der Rohrachse (9) vorsteht und dieses vorstehende Ende einen Anschlag
(15) trägt und zwischen diesem Anschlag (15) und der ersten Kulisse (12) ein Federpa
ket (14) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Betätigungshebel
(10) zugewandten Stirnseiten (16, 21) der beiden Kulissen (12, 13) zumindest teilweise
als Schraubflächen ausgebildet sind und der Betätigungshebel (10) Nocken aufweist, die
an diesen Schraubflächen anliegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (31) am
Bolzen (5) vorgesehen ist und in der Ebene des inneren Endes der Rohrachse (9) liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am inneren Ende des
Bolzens (5) vorgesehene Profilstück (26) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der eine Teil
(34) gezahnt ist und mit den gezahnten Längsrändern (24) kämmt, wobei von seiner in
neren Stirnseite eine den Bolzen (5) aufnehmende Öffnung (36) ausgeht und der andere
mit dem Bolzen verbundene Teil (35) auf dem ersten Teil (34) aufliegt und diese beiden
Teile (34, 35) durch einen zum Bolzen (5) parallel liegenden Scherbolzen (37) verbun
den sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Bolzens (5),
die des Scherbolzens (37) und die Längsachse der einseitig offenen Öffnung (36) in
einer Ebene liegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnten Längsränder
(24) der Langlochausnehmung (23) im Mantelrohr (7) gegen die Innenseite des Mantel
rohres (7) gebogen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (7) einen
im Querschnitt trapezartigen, seitlichen Ansatz aufweist, der von der Führungsschiene
(3) formschlüssig aufgenommen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungsschiene (3)
kugelschalenartige Vertiefungen (29) ausgespart sind, in welchen Kugelkalotten (30)
liegen, an deren ebenen Kreisflächen der von der Führungsschiene (3) aufgenommene
Ansatz des Mantelrohres (7) anliegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden an der Rohr
achse (9) axial verschiebbar gelagerten Kulissen (12, 13) gegenüber der Rohrachse (9)
verdrehgesichert sind.
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