DE3536285C1 - Adjustable steering column for motor vehicles - has support bearing with hinged connectors, longitudinally adjustable, with top column spindle part carrying support bearing - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lenksäule in Kraftfahrzeugen mit Gattungsmerkmalen nach dem Patentanspruch 1.

Eine diese Gattungsmerkmale aufweisende Lenksäule ist aus der DE-OS 29 08 906 bekannt. Bei dieser Ausbildung sind zwei Verbindungsglieder, die mit ihren einen Enden an unterschiedlichen Stellen eines das Stützlager bildenden Kopplungsgliedes angelenkt sind, mit ihren anderen Enden an Teilen des Fahrzeugaufbaus gelenkig befestigt, wobei die Anlenkung eines Verbindungsgliedes veränderbar ist, um dadurch eine Neigungsverstellung für die Lenksäule zu bewirken. Dabei erfolgt durch die unterschiedliche Lage der Anlenkpunkte beider Enden der Verbindungsglieder gleichzeitig eine Änderung der Neigung der Ebene des Lenkrades in entgegengesetzter Richtung, die die durch Ver­ stellung der Säulenneigung bedingte Änderung der Neigung der Ebene des Lenkrades teilweise ausgleicht.

Verstellbare Lenksäulen dieser Gattung sind außerdem durch die DE-OS 34 23 161 offenbart. Bei dieser bekannten Ausbildung greifen die beiden Wellenteile mit einer Verzahnung teleskopisch ineinander. Eines der beiden Wellenteile ist in einem an der Karosserie befestigten, in der Länge verstellbaren Rahmen gelagert, dessen verstellbarer Teil ein Stützlager für den oberen Wellenteil der teleskopischen Lenkwelle aufweist, so daß die Lenkwelle zwangsläufig mit der Längenverstellung des Rahmens in der Länge verstellt wird. Die Verstellung kann von Hand oder mittels motorischer Kraft erfolgen. Die Verstellung ist jedoch nur in Längsrichtung der Lenkwelle wirksam. Die bekannte Ausbildung dient daher nur zur Höhenverstellung des auf dem oberen Lenkwellenende befestigten Lenkrades. Für dessen Neigungsverstellung ist eine Vorrichtung aus der DE-OS 32 06 328 bekannt, bei der zwei gelenkig und drehfest miteinander verbundene Teile einer Lenkwelle mittels einer an den beiden Wellenteilen befestigten Hebelmechanik in unterschiedlichen Winkellagen zueinander miteinander verriegelbar sind. Eine solche Vorrichtung erlaubt keine Höhenverstellung des Lenkrades. Bekannte Vorrichtungen an Lenksäulen sind entweder für die Höhenverstellung oder für die Neigungsverstellung bestimmt. Beides kann nur mit vielen einzelnen Bauteilen in einer komplizierten Mechanik erreicht werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einzige im Aufbau und in der Funktion möglichst einfache Vorrichtung zum Verstellen einer Lenksäule in Kraftfahrzeugen in der Höhe und gleichzeitig in der Neigung zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Ausbildungsmerkmale nach dem Kennzeichen des Patent­ anspruches 1.

Eine solche Ausbildung ermöglicht je für sich sowohl eine Höhenverstellung des Lenkrades durch Längenverstellung der Lenksäule als auch eine Nei­ gungsverstellung des Lenkrades durch Neigungs­ änderung der Lenksäule, aber auch beide Verstel­ lungen gleichzeitig entweder unabhängig voneinander oder in Abhängigkeit voneinander. Unterschiedliche Längen der Verbindungsglieder zwischen dem Stütz­ lager und den fahrzeugfesten Anlenkungen (Festpunkt­ anlenkungen) haben zwangsläufig eine unterschied­ liche Lage des Stützlagers zur Folge, wobei die Längenänderung der Verbindungsglieder in gegensei­ tiger Abhängigkeit, z. B. durch eine Programm­ steuerung, oder individuell unabhängig voneinander, erfolgen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungs­ form weist das Stützlager in einem Abstand von der Längsachse der Lenkwelle eine zu dieser unter einem Winkel von 90 Grad angeordnete Gelenkachse auf, deren Lagerung durch die Verbindungsglieder mit den Festpunkten an der Karosserie verbunden ist, so daß die gemeinsame Anlenkung der Verbindungsglieder am Stützlager innerhalb eines vorgegebenen Bereiches jeden beliebigen Punkt ansteuern kann. Somit kann auch mit dem Lenkrad durch die Hebelübersetzung in einem entsprechend größeren Bereich jeder beliebige Punkt erreicht werden, wobei entweder nur eine Höhenverstellung, nur eine Neigungsänderung oder beides gleichzeitig erfolgen kann.

Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der die beiden Verbindungsglieder mit ihren Längsachsen einen Winkel etwa zwischen 60 und 120 Grad, vorteilhaft 90 Grad einschließen. Bei einem Winkel von 90 Grad ergeben sich aus den Längenänderungen der Verbin­ dungsglieder gleichgroße Verstellkomponenten, wenn die Festpunktanlenkungen gegenüber einer Querebene zur Längsachse der Lenkwelle durch die Anlenkung am Stützlager spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.

Der Anspruch 4 betrifft die bauliche Ausgestaltung mit einfachen motorischen Mitteln, z. B. durch strebenbildende, motorische Spindeltriebe, Zahnstangen mit Ritzel- oder Schneckenantrieb, oder dergleichen.

Bevorzugt werden jedoch Streben aus hydraulisch beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheiten gemäß dem Patentanspruch 8, weil dies weniger Aufwand erfordert und eine bessere Abstimmung der Längenänderung beider Streben ermöglicht.

Bei den weithin gebräuchlichen Lenksäulen mit einem die Lenkwelle umgebenden Gehäuse aus zwei teleskopisch ineinander verschiebbaren Mantelrohren kann das Stützlager gemäß Anspruch 6 unmittelbar außen am oberen Teleskopteil des Mantelrohres be­ festigt sein. Da das untere Teleskopteil des Man­ telrohres gegenüber dem Fahrzeug (Karosserie) axial unverschieblich gelagert ist, kann das eine Fest­ punktlager der beiden Verbindungsglieder auch an diesem unteren Teleskopteil des Mantelrohres ange­ lenkt sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lenksäule mit einer Verstelleinrichtung eines be­ vorzugten Ausführungsbeispieles der Er­ findung,

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 eines abgeänderten Ausführungsbeispieles und

Fig. 3 einen entsprechenden Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles.

In den Ausführungsbeispielen bildet ein Mantelrohr aus dem oberen Teleskopteil 1 und dem unteren Teleskopteil 2 das außenliegende Gehäuse einer Lenksäule. Die beiden Teleskopteile 1 und 2 des Mantelrohres greifen teleskopisch ineinander und sind axial gegeneinander verschiebbar. Innerhalb des Mantelrohres ist die Lenkwelle aus dem oberen Wellenteil 3 und dem unteren Wellenteil 4 gelagert. Das freie Ende des unteren Wellenteiles 4 ist in einem allseits beweglichen Gelenk 5 mit einem weiteren Wellenteil 6 verbunden, der lediglich drehbar gelagert ist. Auf dem oberen freien Ende des oberen Wellenteiles 3 ist das nicht dargestellte Lenkrad befestigt. Das das Gehäuse der Lenksäule bildende Mantelrohr ist einerseits mit dem oberen Ende auf dem oberen Wellenteil 3 drehbar gelagert und andererseits mit dem unteren Ende des unteren Teleskopteiles 2 auf dem unteren Wellenteil 4 drehbar gelagert. Das Stützlager 7 ist bei den Aus­ führungsbeispielen außen an dem oberen Teleskopteil 1 befestigt. Über längenveränderbare Verbindungs­ glieder 8 und 9 ist dieses Stützlager mit zwei Festpunkten 10 und 11 am Fahrzeug, z. B. an der Karosserie, gelenkig verbunden. In den Ausführungs­ beispielen weist das Stützlager 7 mit einem Abstand von der Längsachse 12 der Lenkwelle 3, 4 eine Gelenkachse 13 auf, die zu der Längsachse 12 unter einem Winkel von 90 Grad angeordnet ist. Die Längsachsen der Verbindungsglieder 8 und 9 sollten einen Winkel zwischen 60 und 120 Grad miteinander einschließen. Bevorzugt wird jedoch ein Winkel von 90 Grad als Mittelstellung, weil unter diesem Winkel aus gleichen Längenänderungen der Verbindungsglieder 8 und 9 gleichgroße Verstellkomponenten hervorgehen. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die beiden Verbindungsglieder 8 und 9 gegenüber einer Querebene zur Längsachse 12 durch die Gelenkachse 7 spiegelbildlich symmetrisch angeordnet, so daß jede Längenänderung eines Verbindungsgliedes 8 oder 9 zu Verstellkomponenten in Richtung der Längsachse 12 und senkrecht dazu führt. Bei einer Anordnung mit einem Winkel von 90 Grad zwischen den beiden Verbindungsgliedern 8 und 9 ergibt die Länge der Verbindungsglieder den Abstand der beiden Fest­ punktanlenkungen 10 und 11 voneinander. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Verbin­ dungsglieder 8 und 9 gegenüber der Anordnung in Fig. 1 um 45 Grad versetzt angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß durch Längenänderung des einen Verbindungsgliedes 8 eine Neigungs­ verstellung und durch Längenänderung des anderen Verbindungsgliedes 9 z. B. eine Höhenverstellung des Lenkrades vorgenommen werden kann. In Verbindung mit der Fig. 1 ist außerdem dargestellt, daß die Befestigungsfläche für die beiden Festpunkte 10 und 11 jede beliebige Lage im Kraftfahrzeug annehmen kann. Eine weitere Variante ist in der Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsglieder 8 und 9 gegenüber der Dar­ stellung in Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 2 entgegengesetzten Richtung versetzt angeordnet. Außerdem ist das eine Verbindungsglied 9 an einem Festpunkt 10 angelenkt, der auf dem unteren Teleskopteil 2 des Mantelrohres angeordnet ist, welches gegenüber dem Fahrzeug axial unverschiebbar ist. Bei dieser Anordnung ist die Längenänderung des Verbindungsgliedes 8 im wesentlichen identisch mit einer Längenänderung der Lenkwelle 3 und 4 zur Höhenverstellung. Die Neigungsverstellung erfolgt ausschließlich durch Längenänderung des Verbindungs­ gliedes 9 zwischen dem Stützlager 7 und dem Festpunkt 11. Die Felder mit der Punkt-Punkt- Strich-Schraffur in den Fig. 1 bis 3 geben die Bereiche an, die die Gelenkachse 13 durch Längenänderung der Verbindungsglieder 8 und 9 Punkt für Punkt ansteuern kann. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind als Verbindungsglieder in den Ausführungsbeispielen strebenbildende Kolben-Zy­ linder-Einheiten 8 und 9 dargestellt, die vorteil­ haft hydraulisch beaufschlagbar sind. Das ist von besonderem Vorteil, wenn das mit einer Lenksäule gemäß der Erfindung ausgerüstete Kraftfahrzeug bereits eine Betriebshydraulik besitzt, an die die Verstellantriebe der Längssäule angeschlossen werden können.

Claims (8)

1. Verstellbare Lenksäule in Kraftfahrzeugen, bei der

• - eine Lenkwelle im oberen Bereich aus drehfest und teleskopisch ineinandergreifenden Wellen­ teilen besteht,
• - das obere Wellenteil ein mittels Verbindungs­ glieder mit zwei Festpunkten der Karosserie verbundenes Stützlager aufweist und
• - das untere Wellenteil allseits gelenkig mit einem weiteren, lediglich drehbar gelagerten Wellenteil verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die an das Stützlager (7) angelenkten Verbindungsglieder (8, 9) in der Länge verstellbar ausgebildet sind.

2. Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützlager (7) von der Längsachse (12) der Lenkwelle (3, 4) eine zu dieser unter einem Winkel von 90 Grad angeordnete Gelenkachse (13) aufweist, deren Lagerung durch die Verbindungsglieder mit den Festpunkten an der Karosserie verbunden ist.

3. Verstellbare Lenksäule nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbin­ dungsglieder (8, 9) zwischen sich einen Winkel von 60 bis 120 Grad, vorzugsweise 90 Grad, einschließen und daß ihre Festpunktanlenkungen (10, 11) gegenüber einer Querebene zur Längsachse (12) der Lenkwelle (3, 4) durch die Anlenkung (13) am Stützlager (7) spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.

4. Verstellbare Lenksäule nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsglieder (8, 9) aus in der Länge unabhängig voneinander motorisch verstellbaren Streben vorgesehen sind.

5. Verstellbare Lenksäule nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsglieder aus hydraulisch beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheiten vorgesehen sind.

6. Verstellbare Lenksäule nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit einem mehrteiligen, teleskopisch ausgebildeten Mantelrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Stütz­ lager (7) am oberen Teleskopteil (1) des Mantel­ rohres angeordnet ist.

7. Verstellbare Lenksäule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Festpunktanlenkung (10) für eines der beiden Verbindungsglieder (8) auf dem unteren, axial unverschieblich gelagerten Tele­ skopteil (2) des Mantelrohres angeordnet ist.