DE3423161C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine längenver­ stellbare Lenksäule gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Aus der DE-OS 32 29 481 ist eine längenverstellbare Lenksäule bekannt, bei der der Außengewindeträger als Welle gestaltet und fest am Schieberahmen angebracht ist. Der als Mutter ausgebildete Innengewindeträger ist am Halterahmen drehbar und axial fest gelagert und an eine Antriebseinheit angeschlossen.

Bei Betrieb der Antriebseinheit wandert die Welle durch die rotierende, aber axial fixierte Mutter und bewirkt dadurch eine Axialversetzung des mit ihm fest verbundenen Schieberahmens.

Zur Ermöglichung eines der Wellenlänge entsprechenden Ver­ stellhubs der Lenksäule muß oberhalb und unterhalb der Mutter ausreichend Raum zur Verfügung gestellt werden, daß die Welle in einer Extremstellung des Steuerrads der Lenksäule mit nahezu ihrer gesamten Länge nach unten und in der entgegen­ gesetzten Extremstellung nach oben unter bzw. über die Mutter vorstehen kann. Dadurch entsteht ein unnötiger Raumbedarf an einer in jedem Kraftfahrzeug ohnehin beengten Stelle. Des weiteren kann bei der bekannten Lenksäule die durch die Mutter wandernde Welle nur an einem Endabschnitt gelagert werden, was bei Biege- und Stoßbeanspruchungen etc. schnell zu Verformungen führen und die Gängigkeit der Lenksäule spürbar beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Lenksäule derart weiterzubilden, daß sie einerseits gegen Stoß- und Biegebeanspruchungen widerstandsfähiger und andererseits ihr Raumbedarf verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2 gelöst.

Im Falle des Patentanspruchs 1 ermöglicht die axiale fixierte Anordnung des Außengewindeträgers am ortsfesten Halterahmen eine Halbierung des für ihn erforderlichen Raumbedarfs, ohne daß der Raumbedarf woanders wesentlich erhöht würde. Außerdem ist durch die doppelte Endlagerung des Außengewindeträgers die Biegesteifigkeit der Gesamtanordnung und insbesondere die des Außengewindeträgers erhöht.

Im Falle des Patentanspruchs 2 werden dieselben Ziele durch die integrierte Ausbildung des Spindeltriebs zwischen und am Halterahmen und Schieberahmen erreicht. Eine Kraft, die auf eines der beiden Lenkrohre übertragen wird, wird zwischen Schiebe- und Halterahmen übertragen, so daß die Kraftver­ teilung um die Achse der Lenkrohre gleichförmig ist. Dadurch werden die Lenkrohre durch die Rahmen gelagert, ohne daß ein Biegemoment zwischen den Lenkrohren und den Rahmen auftritt. Die mechanische Festigkeit der Lenksäule ist größer.

Die US-PS 27 69 351 zeigt eine Lenksäule, bei der kein Eingriff zwischen dem oberen Lenkrohr 24 und unterem Lenkrohr 22 vorgesehen ist. Sowohl die Antriebseinheit als auch die die Ausgangsleistung der Antriebseinheit in eine Axialbewegung umsetzenden Verstellteile sind axial zwischen den Lenkrohren angeordnet und müssen demgemäß größtenteils bei jeder Lenkbetätigung des Steuerrads mitbewegt werden. Die Gesamtlänge der Lenksäule ist verhältnismäßig groß. Die Rahmenteile dieser Lenksäule sind nicht in den Funktionsab­ lauf integriert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erstes Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Lenksäule;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Eine in Fig. 1 gezeigte Lenksäulen-Baugruppe 10 hat eine Lenksäule 11, die eine Lenkspindel 12 aufweist, sowie ein Lenk- bzw. Mantelrohr 14, das mittels eines als Kipp­ zentrum dienenden Gelenkbolzens 13 mit der Lenkspindel 12 verbunden ist, und ein Lenkrohr 15, das in das Mantel­ rohr 14 eingepaßt und axial zu diesem beweglich ist. Die Lenkspindel 12 ist an ihrem linken Ende betrieblich mit einem Lenkgetriebe (nicht dargestellt) verbunden. Das Lenkrohr 15 ist an seinem rechten Ende mit einem gezackten oder genuteten Abschnitt versehen, mit dem ein Steuerrad 16 verbunden ist. Die Drehung des Steuer­ rads 16 bewirkt - über axial genutete Teilabschnitte 14 a und 15 a, die auf der Innenfläche des Mantel­ rohrs 14 bzw. der Außenfläche des Lenkrohrs 15 ausgebildet sind - eine Drehung des Lenk- 15 und damit des Mantelrohrs 14, und darauffolgend der Lenkspindel 12.

Das Mantelrohr 14 sitzt in einem Lagerpaar 18 a und 18 b drehbar auf einem Halterahmen 17. Der Halterahmen 17 ist über einen Bolzen (nicht dargestellt), der Schrägstellung erlaubt, an der Fahrzeugkarosse be­ festigt. Das Lenkrohr 15 sitzt in einem Lager 20 dreh­ bar an einem Schieberahmen 19.

Der Schieberahmen 19 hat einen linken (in Fig. 1) Endabschnitt, der so auf die Mantelfläche des rechten Endes des Halterahmens 17 aufgepaßt ist, daß der Schieberahmen 19 in axialer Richtung bewegt werden kann. Das rechte Ende des Schieberahmens 19 faßt gemeinsam mit einem am Lenkrohr 15 befestigten Sperring 30 das Lager 20 fest ein. Der Schieberahmen 19 hat einen Innengewindeträger 21. Ein mit seinem Innengewinde kämmender Außengewindeträger 22 wird an seinen entgegengesetzten Enden durch eine Halte­ rung 23 drehbar gelagert. Die Halterung 23 ist am Halterahmen 17 angebracht. Die Halterung 23 faßt den Außengewindeträger 22 ein und deckt ihn ab; sie hat einen Hohlraum, in dem sich der Innengewindeträger 21 bewegt.

Der Außengewindeträger 22 ist an seinem linken Ende mit einem einstückig mit ihm ausgebildeten Schneckenrad 33 versehen. Das Schneckenrad 33 ist in Eingriff mit einem Schneckengewinde 26, das auf einer Welle 25 eines Motors 24 ausgebildet ist. Der Motor 24 sitzt auf dem Halterahmen 17. Entsprechend bewirkt die Drehung des Mo­ tors 24, daß sich der Außengewindeträger 22 dreht. Schaltvorrichtungen 31 und 32 werden durch das Lenk­ rohr 15 gehalten und sind an Schieberahmen 19 angebracht. Die Schaltvorrichtungen 31, 32 steuern außer dem Motor 24 auch die Fahrt­ richtungsanzeiger (Blinker), Licht, Scheibenwischer etc.

In Fig. 3 ist ein erstes Zahnrad 33 im Eingriff mit einem zweiten Zahnrad 27; ein Anschlußteil 29 sitzt auf einer umlaufenden Welle 28 des zweiten Zahnrads 27; hierdurch wird die Welle 25 mit dem Schnecken­ gewinde 26 aus Fig. 1 ersetzt. Die wei­ teren Bauteile dieses Ausführungsbeispiels sind mit denen des Aus­ führungsbeispiels aus Fig. 1 identisch.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird das Schnecken- bzw. erste Zahnrad 33 auf Drehung des Motors 24 bzw. des Anschlußteils 29 gedreht, wodurch eine Drehung des Außen­ gewindeträgers 22 verursacht wird. Daraus resultiert eine Axial­ bewegung des Innengewindeträgers 21 entlang dem Außengewindeträger 22, so daß der Schieberahmen 19 mit dem Innengewindeträger 21 relativ zum Halterahmen 17 axial bewegt wird. So wird die Eingriffstiefe des Lenkrohrs 15 in das Mantelrohr 14, d. h. die Länge der Lenksäule 10, eingestellt. Bei er­ wünschter Länge der Lenksäule 10 wird die Drehung des Mo­ tors 24 oder des Anschlußteils 29 angehalten. Da der Außen­ gewindeträger 22 und der Innengewindeträger 21 kämmen, kann das Lenkrohr 15 in einer Stellung bezüglich des Mantelrohrs 14 festgehalten werden.

Weiterhin bewegt sich der Außengewindeträger 22 axial nicht gegenüber der Lenksäule 10. Lediglich der Innengewindeträger 21 bewegt sich längs des Außen­ gewindeträgers 22. Dadurch wird in Axial­ richtung der Lenksäule 10 Raum nur für die axiale Länge des Außengewindeträgers benötigt.

Entsprechend kann der Außengewindeträger 22 als wellenartiges Teil zwi­ schen dem das Kippzentrum bildenden Gelenkbolzen 13 und dem Steuerrad 16 angeordnet werden. Ein Stoßdämpfer kann ebenfalls zwischen Gelenkbolzen 13 und Steuerrad 16 angeordnet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile wie bei den in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, sitzt der Halterahmen 17 so an der Fahrzeugkarosse (nicht darge­ stellt), daß er gegenüber der Lenksäule 11 zumindest axial unbeweglich ist. Das Lager 20 ist fest zwischen dem rechten Ende des Schieberahmens 19 und dem am Lenkrohr 15 befestigten Sperring 30 eingefaßt. Die Lager 18 a und 18 b sind mittels am Mantelrohr 14 befestig­ ter Sperringe 36 am Mantelrohr 14 befestigt.

Der Halterahmen 17 hat an seinem rechten Ende einen Außengewindeträger 42. Der Außengewindeträger 42 ist koaxial zum Mantel- 14 und zum Lenkrohr 15. Auf der Innenfläche des linken End­ abschnitts des zylinderförmigen Schieberahmens 19 ist koaxial zum Mantelrohr 15 ein Innen­ gewindeträger 41 ausgebildet. Der Innengewindeträger 41 ist mit dem Außen­ gewindeträger 42 des Halterahmens 17 in Eingriff (siehe Fig. 4). Auf der Außenfläche des Schieberahmens 19 sitzt ein Zahnkranz oder eine Schrägverzahnung 35.

Die Halterung 23 sitzt auf dem Halterahmen 17. Eine umlaufende Welle 28a eines Zahnrads 34 wird an beiden Enden durch die Halterung 23 gelagert. Das Zahnrad 34 ist im Eingriff mit dem Zahnkranz 35 des Schieberahmens 19 (siehe Fig. 4). Das linke Ende der umlaufenden Welle 28 a des Zahnrads 34 sitzt in einem Anschlußteil 23 a der Halterung 23, so daß die umlaufende Welle 28 a an die umlaufende Welle eines Motors etc. (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann.

Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel der Schieberahmen 19 und der Halterahmen 17 mit dem Innen- 41 bzw. dem Außengewindeträger 42 versehen sind, könnten sie, bei einer entsprechenden Änderung der Antriebseinheit, auch umgekehrt mit dem Außen- bzw. dem Innengewindeträger versehen sein.

Im Betrieb wird der Schieberahmen 19, der den mit dem Zahnrad 34 im Eingriff stehenden Zahnkranz 35 auf­ weist, um die Lenksäule 11 gedreht, sobald das Zahnrad 34 durch den Motor oder dergleichen gedreht wird. Da der Schieberahmen 19 den Innengewindeträger 41 aufweist, der mit dem Außengewindeträger 42 des Halterahmens 17 in Eingriff ist, bewegt sich der Schieberahmen 19 axial zum Halterahmen 17. So wird das durch den Schieberahmen 19 gehaltene Lenkrohr 15 axial zum Mantel­ rohr 14 verschoben, so daß die Länge der Lenksäule 11 und damit die axiale Stellung des Steuerrads 16 eingestellt wird.

Bei dieser Einstellung bewegt sich der Schieberah­ men 19 axial längs der Achse des Lenkrohrs 15, während er sich um diese dreht, weil der Außen­ gewindeträger 42 und der Innengewindeträger 41 des Schieberahmens 19 koaxial zum Lenk- 15 und zum Mantelrohr 14 angeordnet sind. Daraus resultiert eine ausgezeichnete Gängigkeit des Lenkrohrs 15.

Außerdem sind der Innen- 41 und der Außengewindeträger 42 um das Lenkrohr 15 und das Mantelrohr 14 zueinan­ der koaxial. Entsprechend wird der Schieberahmen 19 gleichförmig um das Mantelrohr 14 gehalten. Das Lenk­ rohr 15 wird gleichmäßig und stetig durch den Schieberahmen 19 und den Halterahmen 17 gehalten, ohne daß es ein Biegemoment erfährt, selbst wenn Kraft auf das Steuerrad 16 ausgeübt wird.

Claims (8)

1. Längenverstellbare Lenksäule aus zwei drehfest in Eingriff befindlichen und jeweils axial zueinander verschiebbaren Lenkrohren, die jeweils drehbar und axial fest in einem an der Fahrzeugkarosse befestigten Halterahmen bzw. in einem zum Halterahmen axial bewegbaren Schieberahmen aufgenommen sind, der mittels eines an eine am Halterahmen angeordnete Antriebseinheit angeschlossenen Spindeltriebs verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außengewindeträger (22) des Spindeltriebs (21, 22) mit seinen beiden Enden drehbar und axial fest am Halterahmen (17) und der Innengewindeträger (21) drehfest und axial fest am Schieberahmen (19) angeordnet ist.

2. Längenverstellbare Lenksäule aus zwei drehfest in Eingriff befindlichen und axial zueinander verschiebbaren Lenkrohren, die jeweils drehbar und axial fest in einem an der Fahrzeug­ karosse befestigten Halterahmen bzw. in einem zum Halterahmen axial bewegbaren Schieberahmen aufgenommen sind, der mittels eines an eine am Halterahmen angeordnete Antriebseinheit angeschlossenen Spindeltriebs verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außengewindeträger (42) des Spindeltriebs (41, 42) auf der Außenmantelfläche des Halterahmens (17) und der Innengewindeträger (41) auf der Innenmantelfläche des Schieberahmens (19) ausgebildet ist.

3. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innengewindeträger (21) einstückig mit dem Schieberahmen (19) ausgebildet ist.

4. Lenksäule nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit ein auf einem Ende des Außengewindeträgers (22) angeordnetes Schneckenrad (33) und ein mit dem Schneckenrad (33) in Eingriff stehendes Schneckengewinde (26) aufweist.

5. Lenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit ein an einem Ende des Außengewinde­ trägers (22) sitzendes erstes Zahnrad (33) und ein mit diesem in Eingriff stehendes zweites Zahnrad (27) aufweist.

6. Lenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit einen Zahnkranz (35), der auf der Außenmantelfläche des Schieberahmens (19) sitzt, und ein Zahnrad (34) aufweist, das drehbar auf dem Halterahmen (17) sitzt und mit dem Zahnkranz (35) kämmt.

7. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch auf dem Schieberahmen (19) befestigte Schaltvorrichtun­ gen (31, 32), die zur Steuerung der Antriebseinheit dienen.

8. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit ein Zahnradteil auf­ weist, das mit einem Zahnabschnitt des Schieberahmens (19) kämmt und ein Anschlußteil (29) aufweist.