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Die
Erfindung betrifft einen verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstrang
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Lagereinheit ermöglicht als Stützlager
durch eine Kugelkalottenlagerung eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle
und die Lagereinheit ist mit der Kugelkalottenlagerung auf der Lenkwelle
in deren Längsachse
verschieblich angeordnet. Ein derartiger Kraftfahrzeuglenksäulenstrang ist
beispielsweise aus der US-A 4,895,391 bekannt.
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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.
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Neben
dieser seit längerem
im Stand der Technik bekannten Bauart eines verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstranges
sind infolge besonderer konstruktiver Baugegebenheiten moderner
Kraftfahrzeuge verstellbare Kraftfahrzeuglenksäulenstränge 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 Lenkgetriebe 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 Kraftfahrzeugkarosserie
mit den herkömmlichen
Fixpunkten der karosseriefesten Halterung der Lenksäule und
des Lenkgetriebes nicht mehr gewährleistet
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verstellbaren Lenksäulenstrang
der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln,
daß zum
einen eine leichte Montage des Gesamtstranges innerhalb der Kraftfahrzeugkarosserie
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.
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Diese
Aufgabe wird zusammen mit den gattungsbildenden Merkmalen der Erfindung
dadurch gelöst,
daß eine
der Lenkwellen in sich längenverschieblich
ist und dass die Lagereinheit durch eine in der Kugelkalottenlagerung
integrierte Drehlagerung eine Rotationsbewegung der Lenkwelle um
ihre Mittellängsachse
ermöglicht.
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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 Lernksäulenstranges
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.
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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 für die Verstellung
der Lenksäule
ein zusätzlicher Freiheitsgrad,
wobei die Lagereinheit die Richtung der Verstellung vorgibt.
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Da
die Lagereinheit durch eine in der Kugelkalottenlagerung integrierte
Drehlagerung eine Rotationsbewegung der Lenkwelle um ihre Mittelachse
ermöglicht,
läßt sich
der obere Bereich des Lenksäulenstranges
speziellen konstruktiven Erfordernissen innerhalb des Kraftfahrzeuges
anpassen.
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Eine
spezielle Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist Anspruch
2 zu entnehmen.
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Im
folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele
des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung
des erfindungsgemäßen Lenksäulenstranges.
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2: eine vergrößerte Darstellung
im Schnitt der speziellen erfindungsgemäßen Lagereinheit des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges
aus 1,
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3: eine Querschnittsansicht
einer weiteren Ausgestaltung der Lagereinheit des Lenksäulenstranges
und
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4: eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit
der Lagereinheit aus 3 mit
geänderter
Gehäuseausgestaltung.
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Die
Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuglenksäulenstranges
in 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 Kreuzgelenk 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.
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Die
untere Lenkwelle 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut,
daß sie
aus einem Hohlrohr l0 und einem darin verschieblich angeordneten Gegenrohr 11 aufgebaut
ist. Das nicht in das Hohlrohr 10 eingeschobene freie Ende
des Gegenrohres 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.
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Der
Einbau des in 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- der 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.
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Aus
der 2 ist der Innenaufbau
der Lagereinheit 3 näher
ersichtlich. Die Lagereinheit 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 Blechschalen 16 und 17 wird im
Innem 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.
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Zwischen
der Außenschale 21 und
der Blechschale 17 des Gehäuses befindet sich ein elastischer
Ring 24, der vor dem Vernieten 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.
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In
der 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 2lb besteht, umschlossen.
Der Aufbau dieser Kalottenlagerung 20 erlaubt ebenso wie
die Ausführung
der 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.
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In
der 4 ist eine Lagereinheit
dargestellt, die sich von derjenigen Ausgestaltungsvariante der 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 4 dargestellten
Lagereinheit 3 entspricht ansonsten dem bereits anhand
der 3 näher erläuterten
Ausführungsbeispiel.