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Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
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Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem
Kippfahrerhaus, bestehend aus einer Lenkwelle, die durch ein Verbindungselement
in einen lenkradseitigen und einen lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt unterteilt
ist, wobei vorzugsweise der lenkgetriebeseitige Lenkwellenabschnitt längenveränderbar
als in radialer Richtung formschlüssige Verbindung einer Welle mit einer Hülse gestaltet
ist.
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Es ist bekannt, den längenveränderbaren Abschnitt der Lenkwelle teleskopartig
zu gestalten. Er besteht üblicherweise aus einer Keilwelle und einer Hülse. Beim
Kippen des Fahrerhaus es muß sich die Lenkwelle auseinanderziehen lassen. Dadurch
soll das Demontieren des Lenkrades oder anderer Teile der Lenksäule oder des Fahrerhauses
vor dem Kippen vermieden werden.
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Reibung bzw. Schwergängigkeit der sich verschiebenden Elemente sind
dabei ohne Bedeutung. Weiterhin dient der teleskopartige Abschnitt dazu, die Relativbewegung
des Fahrerhauses auszugleichen. Die Relativbewegung entsteht beim Fahren und wird
hervorgerufen durch elastische Verbindungselemente und eine gewisse Verformung von
Fahrzeugteilen0 Die elastischen Verbindungselemente sind notwendig zur Dämpfung
von Rahmenverwindungen, Stößen und Geräuschen. Bei der Längenveränderung der Lenkwelle
durch die Relativbewegung wird angestrebt, daß
die verschiebbaren
Elemente mit möglichst geringer Reibung arbeiten. Dadurch ist u.a. die Leichtgängigkeit
und Feinfühligkeit der Lenkung gewährleistet. Lager- und Verbindungselemente werden
gering belastet. Zum Ausgleich der Relativbewegung ist nur eine geringe Verschiebbarkeit
nötig. Die Lösung hat den Nachteil, daß schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit
an den Verzahnungen von Keilwelle und Hülse Verschleiß auftritt. Die Ursache sind
ständige Kraftwirkungen, die häufig erheblich groß sind und die im Laufe der Zeit
zwangsläufig eintretende Verschmutzung. Ein ungünstiger Betriebs zus tand liegt
besonders dann vor, wenn bei der Relativbewegung des Fahrerhauses sich Keilwelle
und Hülse verschieben und gleichzeitig große Drehmomente durch die Lenkung übertragen
werden müssen (z.B. Geländebetrieb, schlechte Straßenverhältnisse). Der Verschleiß
führt schließiich zu einem unzulässigen Spiel und zur Beeinträchtigung der Lenkung,
ferner zu belästigenden Geräuschen, so daß diese Teile vorzeitig ausgetauscht werden
müssen, Es sind auch Fälle bekannt, bei denen sich auf der Keilwelle durch Verschleiß
ein Absatz ausbildete. Der Absatz führte beim Verschieben zum Verhaken mit der Hülse
und schließlich zur Zerstörung der Lenksäule.
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Es ist auch bekannt (DE-AS 2 002 471), den längenveränderbaren Abschnitt
teleskopartig verschiebbar so zu gestalten, daß eine Hülse als Schiebehülse mit
einer inneren und einer äußeren Vielkeilverzahnung versehen ist. Die innere Verzahnung
greift in die Verzahnung der Keilwelle ein und dient durch Verschieben der Schiebehülse
auf der Keilwelle ausschließlich dazu, die Verlängerung der Lenkwelle beim Kippen
des Fahrerhaus es herbeizuführen. In die äußere Verzahnung der Schiebehülse greift
die Verzahnung einer weiteren aufgesteckten Hülse ein, wobei zwischen beiden Verzahnungen
Wälzkörper im Kugelumlaufprinzip angeordnet sind. Diese Lösung verringert bei der
Längenveränderung der Lenkwelle durch die Relativbewegung die Reibung und die daraus
folgenden Nachteile.
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Weiterhin ist bekannt (DE-OS 2 051 777), die Wälzkörper federnd vorzuspannen,
so daß diese ständig spielfrei anliegen.
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Auch bei Verschleiß tritt in diesem Fall kein Spiel auf. Die Wälzkörper
werden in einem Käfig geführt. Sie wirken hier
über den gesamten
längenveränderbaren Bereich.
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Beide Lösungen beseitigen zwar die Mängel der eingangs beschriebenen
Ausführung, erfordern jedoch einen hohen Herstellungsaufwand.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit
einem Kippfahrerhaus zu schaffen, die einfacher als bekannte Lösungen mit günstigen
Reibungsverhältnissen ges taltet ist, demzufolge billig hergestellt werden kann
und bezüglich der Wartung und Grenznutzungsdauer bekannte Lösungen übertrifft0 Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einem
kippbaren Fahrerhaus so zu gestalten, daß die in radialer Richtung formschlüssige
Verbindung des Abschnittes der Lenkwelle, der für das Kippen des Fahrerhauses längenveränderbar
vorgesehen ist, während der Relativbewegung des Fahrerhauses nicht axial verschoben
wird0 Die Relativbewegung darf ferner keinen Einfluß auf die Lenkungsbetätigung
haben. Die Lenkung soll sich leicht bedienen lassen und feinfühlig sein. Erfindungsgemäß
wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der lenkradseitige Lenkwellenabschnitt drehbar
und axial verschiebbar in zwei Lagerstellen gelagert ist. Die Lagerstellen sind
über ein Gehäuse fest mit dem Fahrerhaus verbunden. Beim längenveränderbaren getriebeseitigen
Lenkwellenabschnitt ist zwischen Welle und Hülse eine Arretierung angebracht, die
eine Verschiebung zwischen Welle und Hülse in Betriebsstellung des Fahrerhauses
verhindert0 Während des Kippens des Fahrerhauses werden beim getriebeseitigen Lenkwellenabschnitt
mit entsprechendem Kraftaufwand durch die Kippeinrichtung die Arretierung gelöst,
die Welle teilweise aus der Hülse herausgezogen und so die erforderliche Verlängerung
der gesamten Lenkwelle herbeigeführt. Nach Zurückschwenken des Fahrerhauses in die
Betriebsstellung
werden Welle und Hülse von der Arretierung fixiert.
Dadurch kann sich die Länge der Lenksäule bei Betriebsstellung des Fahrerhauses
nicht verändern. Lediglich die zwei mit dem Fahrerhaus fest verbundenen Lagerstellen
der Lenkwelle verschieben sich axial auf dem lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt.
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Da das Lenkrad beim Lenken allgemein mit zwei Händen bedient wird,
die im wesentlichen als Kräftepaar wirken, entstehen an den Lagerstellen des lenkradseitigen
Lenkwellenabschnittes keine größeren Radialkräfte. Die Bedienbarkeit der Lenkung
ist deshalb beim axialen Verschieben des lenkradseitigen Lenkwellenabschnittes nicht
beeinträchtigt und die Verbindungselemente erfahren keine zusätzliche Beanspruchung
durch Axialkräfte.
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Fahrzeuge, bei denen das Fahrerhaus aus verschiedenen Gründen nicht
kippbar vorgesehen ist, oder bei speziellen Fahrzeugen mit Aufbauten, z.B, Kastenwagen
oder Omnibusse, können in gleicher Weise mit der Anordnung des lenkradseitigen Lenkwellenabschnittes
versehen sein. Jedoch beim getriebeseitigen Lenkwellenabschnitt wäre nur ein billigerer,
nicht längenveranderbarer Lenkwellenabschnitt einzusetzen. Dadurch kann die Lenksäule
eines verschiedenartigen Bahrzeugsortimentes standardisiert werden.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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In den zugehörigen Zeichnun£en zeigen: Fig. 1: die Anordnung der Lenksäule
im Kraftfahrzeug, Fig. 2: einen Ausschnitt aus der Lenksäule.
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Am Pahrzeugrahmen 1 ist das Lenkgetriebe 2 befestigt. Zwischen dem
Lenkgetriebe 2 und dem Lenkrad 3 befindet sich die Lenkwelle, die durch ein Verbindungselement
4 in einen lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt 5 und einen lenkgetriebeseitigen
Lenkwellenabschnitt 6 geteilt ist. Den lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt 5 nehmen
zwei Lagerstellen, die untere Lagerstelle 7 und die obere Lagerstelle 8, auf. Die
Lagerstelle len 7 und 8 sind in einem Gehäuse 9 angeordnet und vorzugsweise
als
Gleitlager ausgebildet, die auch eine genügende axiale Bewegung zwischen lenkradseitigem
Lenkwellenabschnitt 5 und Gehäuse 9 beim Fahrbetrieb gestatten. Das Gehäuse 9 ist
am Fahrerhaus 10 befestigt. Der lenkgetriebeseitige Lenkwellenabschnitt 6 ist über
ein Verbindungselement 11 mit dem Lenkgetriebe 2 verbunden und ferner auseinanderziehbar
gestaltet, indem die Keilwelle 12 in der Hülse 13 drehfest teleskopartig ineinander
verschiebbar angeordnet ist. Während des Fahrbetriebes verhindert eine Arretierung
14 das axiale Verschieben der Keilwelle 12 in der Hülse 13. Die Arretierung 14 ist
in bekannter Weise als eine Kegelverbindung mit Selbsthemmung ausgeführt0 Am oberen
Ende der Hülse 13 ist ein Kegel 15 angebracht. Dieser Kegel wird in Betriebsstellung
von einer kegligen Hülse 16 umfaßt, die mit dem Verbindungselement 4 fest verbunden
ist. Durch die Kegelverbindung werden die Keilwelle 12 und das Verbindungselement
4 so verspannt, daß Klappergeräusche nicht möglich sind. Beim Kippen des Fahrerhaus
es 10 bewegt sich das Gehäuse 9 mit der oberen Lagerstelle 8 nach oben, stößt gegen
das Lenkrad 3 und zieht den lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 6 auseinander.
Dabei löst sich die Arretierung 14.
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Beim Zurückschwenken des Fahrerhauses 10 bewegt sich das Gehäuse 9
mit der unteren Lagerstelle 7 nach unten. Diese stößt an das Verbindungselement
4 an und schiebt den lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 6 zusammen. Durch
die Eigenmasse des lenkradseitigen Lenkwellenabschnittes 5 wird der Kegel 15 mit
der kegligen Hülse 16 verbunden. Beim Fahrbetrieb wird die Verbindungskraft durch
die Fahrbahnstöße erhöht, so daß sich dabei die Arretierung 14 nicht löst. Mit der
.tielativbewegung des Fahrerhauses 10 verschiebt sich das Gehäuse 9 einschließlich
der unteren und oberen Lagerstelle 7 und 8 auf dem lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt
5.
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