DE19906411A1 - Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang - Google Patents

Abstract

Es wird ein verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang vorgestellt, der mit einer an ihrem oberen Ende das Lenkrad aufnehmenden Lenksäule, einer mit der Lenksäule über ein Kreuzgelenk verbundenen mittleren Lenkwelle und einer unteren, an ein Lenkgetriebe angeschlossenen, mit der mittleren Lenkwelle über ein zweites Kreuzgelenk verbundenen Lenkwelle versehen ist, wobei die untere Lenkwelle mit dem Lenkgetriebe über ein weiteres drittes Kreuzgelenk verbunden ist und/oder eine der Lenkwellen in sich längsverschieblich ist. Erfindungsgemäß weist dieser verstellbare Kraftfahrzeugsäulenstrang eine Lagereinheit zur Festlegung einer der Lenkwellen an einer karosseriefesten Halterung auf, wobei die Lagereinheit als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle ermöglicht. DOLLAR A Durch diese Gestaltung ist bei den gattungsgemäßen Kraftfahrzeuglenksäulensträngen eine definierte Einbauposition innerhalb des Fahrzeuges gewährleistet, wobei gleichzeitig die Montage des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges innerhalb des Fahrzeuges erleichtert und unter Umständen eine axiale sowie radiale Beweglichkeit der gelagerten Gelenkwelle ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstrang mit einer an ihrem oberen freien Ende das Lenkrad aufnehmenden Lenksäule, einer mit der Lenksäule über ein Kreuzgelenk verbundenen mittleren Lenkwelle und einer unteren, an ein Lenkgetriebe angeschlossenen, mit der mittleren Lenkwelle über ein zweites Kreuzgelenk verbundenen Lenkwelle, wobei die untere Lenkwelle mit dem Lenk­ getriebe über ein weiteres drittes Kreuzgelenk verbunden ist und/oder eine der Lenkwellen in sich längenverschieblich ist.

Im Bereich der Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugtechnik werden üblicherweise Lenksäulenstränge eingesetzt, die aus einer oberen Lenksäule und einer unteren Lenkwelle bestehen, wobei Lenksäule und Lenkwelle mit Hilfe eines Kreuzgelenkes verbunden sind und die untere Lenkwelle an einem Lenkgetriebe üblicherweise ebenfalls mit einem Kreuzgelenk angelenkt ist. Da die obere Lenksäule üblicherweise karosserieseitig festgelegt ist und das Lenkgetriebe seinerseits fest mit der Karosserie verbunden ist, bestehen hinsichtlich einer definierten Einbaulage des gesamten Lenksäulenstranges keine Schwierigkeiten.

Neben dieser seit längerem im Stand der Technik bekannten Bauart eines verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstranges sind infolge besonderer konstruktiver Baugegebenheiten moderner Kraftfahrzeuge verstellbare Kraftfahrzeug­ lenksäulenstränge der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art entwickelt worden. Diese Lenksäulenstränge weisen im Gegensatz zu früheren Baureihen eine zusätzliche Lenkwelle auf, welche zur Sicherstellung der Gesamtfunktion die Verbindung mit der weiteren Lenkwelle durch ein Kreuzgelenk erforderlich macht oder bei der infolge der festen Anordnung der zusätzlichen Lenkwelle am Lenk­ getriebe eine Längenverschieblichkeit innerhalb des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges gegeben sein muß. Die konstruktiv notwendige Hinzufügung einer weiteren Lenkwelle bringt das besondere Problem mit sich, daß eine definierte Führung und Positionierung des gesamten Lenkwellenstranges innerhalb der Kraftfahrzeug­ karosserie mit den herkömmlichen Fixpunkten der karosseriefesten Halterung der Lenksäule und des Lenkgetriebes nicht mehr gewährleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verstellbaren Lenksäulen­ strang der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß zum einen eine leichte Montage des Gesamtstranges innerhalb der Kraftfahrzeug­ karosserie gewährleistet ist, daß die gattungsgemäßen Lenksäulenstränge durch eine Höhen- und Neigungsverstellung den Bedürfnissen der Fahrzeugbenutzer anzupassen sind, daß bei der Produktion auftretende Toleranzen im Lenksäulenstrang ausgeglichen werden können und daß eine definierte Position des Lenksäulenstranges innerhalb der Kraftfahrzeugkarosserie unter allen geometrischen Randbedingungen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird zusammen mit den gattungsbildenden Merkmalen der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lenksäulenstrang eine Lagereinheit zur Festlegung einer der Lenkwellen an einer karosseriefesten Halterung aufweist, wobei die Lagereinheit als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges ermöglicht es, auch mit zwei Lenkwellen ausgestattete verstellbare Lenksäulenstränge innerhalb der Karosserie definiert anzuordnen. Die an der Karosserie festgelegte Lagerung erleichtert darüber hinaus die Montage des Lenksäulenstranges durch eine definierte vorgegebene Einbauposition. Darüber hinaus lassen sich mit Hilfe der speziellen konstruktiven Gestaltung relativ große Schwenkwinkel des Lenksäulenstranges verwirklichen, da die Lage der Kreuzgelenkpunkte in der zweiten Zwischenlenkwelle variabel ist.

Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Es hat sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, daß die Lagereinheit mit der Kugelkalottenlagerung auf der Lenkwelle in deren Längsachse verschieblich angeordnet ist. Auf diese Weise entsteht Ihr die Verstellung der Lenksäule ein zusätzlicher Freiheitsgrad, wobei die Lagereinheit die Richtung der Verstellung vorgibt.

Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, daß die Lagereinheit durch eine in der Kugel­ kalottenlagerung integrierte Drehlagerung eine Rotationsbewegung der Lenkwelle um ihre Mittelachse ermöglicht. Auf diese Weise läßt sich der obere Bereich des Lenk­ säulenstranges speziellen konstruktiven Erfordernissen innerhalb des Kraftfahrzeuges anpassen.

Im folgenden werden mehrere Ausfhhrungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Lenksäulenstranges.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung im Schnitt der speziellen erfindungsgemäßen Lagereinheit des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausgestaltung der Lagereinheit des Lenksäulenstranges und

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Lagereinheit aus Fig. 3 mit geänderter Gehäuseausgestaltung.

Die Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuglenksäulenstranges in Fig. 1 macht deutlich, daß diese als wesentliche Elemente eine Lenksäule 1, eine mittlere Lenkwelle 2 mit einer daran angeordneten Lagereinheit 3 sowie eine untere Lenkwelle 4 aufweist. Die Lenksäule 1, mittlere Lenkwelle 2 und untere Lenkwelle 4 sind miteinander jeweils durch Kreuzgelenke 5 und 6 verbunden. Am dem Kreuz­ gelenk 5 abgewandten oberen freien Ende der Lenksäule 1 befindet sich eine Aufnahme 7 für ein hier nicht näher dargestelltes Lenkrad. Darüber hinaus weist die Lenksäule 1 zwei Halterungen 8 und 9 zur Verbindung der Lenksäule 1 mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges auf.

Die untere Lenkwelle 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß sie aus einem Hohlrohr 10 und einem darin verschieblich angeordneten Gegenrohr 11 aufgebaut ist. Das nicht in das Hohlrohr 10 eingeschobene freie Ende des Gegen­ rohres 11 besitzt ein Anschlußbauteil 12 zur Verbindung der unteren Lenkwelle 4 mit einem hier nicht näher dargestellten üblichen Lenkgetriebe. Das Anschlußbauteil 12 kann selbstverständlich auch, je nach konstruktivem und baulichem Bedarf, als zusätzliches Kreuzgelenk ausgeführt sein. Der Einbau des in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeuglenksäulenstranges ist so vorgesehen, daß der Bereich der unteren Lenkwelle 4 mit dem Kreuzgelenk 6 und die damit verbundene mittlere Lenkwelle 2 bis zur Lagereinheit 3 sich außerhalb des Personeninnenraumes des Kraftfahrzeuges befindet. Die Lagereinheit 3 ist im Boden- oder Wandbereich des Innenraumes angeordnet und in Richtung des Innenraumes durch eine Abdeckung 13 verkleidet. Diese Abdeckung 13 kann als Kunststoffelement mit daran angeordneten Schnappnasen 14 ausgeführt sein, um eine leichte Montage der Abdeckung 13 zu ermöglichen.

Aus der Fig. 2 ist der Innenaufbau der Lagereinheit 3 näher ersichtlich. Die Lager­ einheit 3 weist ein aus zwei Blechschalen 16 und 17 aufgebautes Gehäuse auf, wobei die einzelnen Blechschalen miteinander vernietet sind, wie dies beispielhaft durch die Nietung 18 zwischen der Blechschale 17 und 16 dargestellt ist. Durch die Blech­ schalen 16 und 17 wird im Innern der Lagereinheit 3 ein Innenraum definiert, in dem eine aus einer Außenschale 21 und einer Innenschale 22 bestehende Kalottenlagerung 20 angeordnet ist. Die Innenschale 22 weist eine zentrische Bohrung 23 auf, durch die die mittlere Lenkwelle 2 hindurchgesteckt ist. Zwischen der Außenschale 21 und der Blechschale 17 des Gehäuses befindet sich ein elastischer Ring 24, der vor dem Ver­ nieten der Blechschalen 17 und 16 eingelegt wird und die Außenschale 21 innerhalb des Innenraumes 19 der Lagereinheit 3 fixiert. Gleichzeitig dient der Ring 24 als Toleranzausgleich für den Fall, daß das Innenmaß des Innenraumes und das Außenmaß der Außenschale 21 größere Maßunterschiede aufweisen. Auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Lagereinheit 3 ist diese mit Hilfe einer Balgendichtung 25 abgedichtet und mit der Abdeckung 15 abgedeckt. Die Bohrung 23 der Innenschale 22 weist mehrere axial nebeneinander angeordnete Nuten 26 auf, die eine translatorische Verschieblichkeit der im Innern der Bohrung 23 aufgenommenen mittleren Lenkwelle 2 erleichtern.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die mittlere Lenkwelle 2 ist hier in einem Nadellager 30 aufgenommen, welches eine rotatorische Bewegung um die Lenkwellenmittelachse 31 ermöglicht. Das Nadellager 30 wiederum ist in einer halbkugelförmigen Innenschale 22 festgelegt. Die Innenschale 22 wird von einer Außenschale 21, welche aus den zwei Teilschalen 21a und 21b besteht, umschlossen. Der Aufbau dieser Kalotten­ lagerung 20 erlaubt ebenso wie die Ausführung der Fig. 2 eine Neigung der mittleren Lenkwelle 2 gegenüber der Lagereinheit. Auf diese Weise ist eine Verstellmöglichkeit des Lenksäulenstranges gewährleistet. Die äußeren Teilschalen 21a und 21b sind von einem Blechmantel 32 umschlossen, an dem eine Halterung 33 zur karosserieseitigen Befestigung der Lagereinheit 3 angeordnet ist. Ergänzend ist am Gehäuse ein Dichtelement 34 zur Abschirmung des Lagerinnenraumes angeordnet.

In der Fig. 4 ist eine Lagereinheit dargestellt, die sich von derjenigen Ausgestaltungsvariante der Fig. 3 durch eine außen am Blechmantel 32 befestigte topfförmige Halterung 33 unterscheidet. Diese Halterung 33 schirmt einen gewissen Bereich der durch die Lagereinheit 3 festgelegten Lenkwelle zusätzlich nach außen ab. Der innere Aufbau der in Fig. 4 dargestellten Lagereinheit 3 entspricht ansonsten dem bereits anhand der Fig. 3 näher erläuterten Ausführungsbeispiel.

Bezugszeichenliste

1

Lenksäule

2

mittlere Lenkwelle

3

Lagereinheit

4

untere Lenkwelle

5

Kreuzgelenk

6

Kreuzgelenk

7

Aufnahme

8

Halterung

9

Halterung

10

Hohlrohr

11

Gegenrohr

12

Anschlußbauteil

13

Abdeckung

14

Schnappnase

16

Blechschale

17

Blechschale

18

Nietung

20

Kalottenlagerung

21

Außenschale

21

a Teilschale

21

b Teilschale

22

Innenschale

23

Bohrung

24

Ring

25

Balgendichtung

26

Nut

30

Nadellager

31

Mittelachse

32

Blechmantel

33

Halterung

34

Dichtelement

Claims (3)

1. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang mit einer am oberen freien Ende das Lenkrad aufnehmenden Lenksäule, einer mit der Lenksäule über ein Kreuzgelenk verbundenen mittleren Lenkwelle und einer unteren an einem Lenkgetriebe angeschlossenen, mit der mittleren Lenkwelle über ein zweites Kreuzgelenk verbundenen Lenkwelle, wobei die untere Lenkwelle mit dem Lenkgetriebe über ein weiteres drittes Kreuzgelenk verbunden ist und/oder eine der Lenkwellen in sich längenverschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenksäulenstrang eine Lagereinheit (3) zur Festlegung einer der Lenkwellen (2, 4) an einer karosseriefesten Halterung aufweist, wobei die Lagereinheit (3) als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung (20) eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle (2, 4) ermöglicht.

2. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit mit der Kugelkalottenlagerung (20) auf der Lenkwelle in deren Längsachse (31) verschieblich angeordnet ist.

3. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (3) durch eine in der Kugelkalottenlagerung (20) integrierte Drehlagerung (30) eine Rotationsbewegung der Lenkwelle (2, 4) um ihre Mittellängsachse (31) ermöglicht.