DE3536285C1

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

Info

Publication number: DE3536285C1
Application number: DE19853536285
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl-Ing Nolte
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-30

Abstract

The upper part of the steering column housing (1) is secured to the chassis bulkhead by two servo-adjustable struts (8,9), angled to each other and both attached to a mounting bracket (7) on the housing. The other ends of the struts have pivot mountings at two different points (10,11) on the bulkhead. The bottom housing (2) of the steering column covers the bottom part of the telescopic column spindle (3,4) with the column linked to the steering by a universal joint (5). The struts are adjusted separately e.g. by hydraulic control, to set the rake and extension of the steering. ADVANTAGE - Simple design and adjustment control, with min. of parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lenksäule in Kraftfahrzeugen mit Gattungsmerkmalen nach dem Patentanspruch 1.The invention relates to an adjustable steering column in Motor vehicles with generic features according to Claim 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. A steering column having these generic features is known from DE-OS 29 08 906. At this Training are two connecting links with one ends at different places one the support bearing forming coupling member articulated are, with their other ends on parts of the Vehicle body hinged, the Linkage of a connecting link is changeable, to thereby adjust the inclination for the To effect steering column. It is done by the different position of the articulation points of both ends the links make a change at the same time the inclination of the plane of the steering wheel in opposite direction, which the by Ver position of the column inclination Inclination of the level of the steering wheel partially compensates.

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.There are also adjustable steering columns of this type disclosed by DE-OS 34 23 161. At this known training engage the two shaft parts telescopically interlocking. One of the two shaft parts is in one on the Fixed body, adjustable in length Frame stored, the adjustable part of a Support bearing for the upper part of the shaft has telescopic steering shaft so that the Steering shaft inevitably with the length adjustment of the Frame is adjusted in length. The Adjustment can be done manually or by means of a motor Force. However, the adjustment is only in Longitudinal direction of the steering shaft effective. The well-known Training therefore only serves to adjust the height of the steering wheel attached to the upper end of the steering shaft. There is a device for its inclination adjustment known from DE-OS 32 06 328, in the two articulated and non-rotatably connected parts a steering shaft by means of one on the two Lever mechanism attached to shaft parts different angular positions to each other are lockable. Such a device allows no height adjustment of the steering wheel. Known Devices on steering columns are for either Height adjustment or for the inclination adjustment certainly. Both can only be done with many individuals Components achieved in a complicated mechanics will.

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.It is an object of the invention to build a single one and device as simple as possible in function for adjusting a steering column in motor vehicles in the height and incline at the same time.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Ausbildungsmerkmale nach dem Kennzeichen des Patent anspruches 1.The invention solves this problem by Training features according to the hallmark of the patent claim 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.Such training enables both for themselves a height adjustment of the steering wheel Length adjustment of the steering column as well as a Nei tion adjustment of the steering wheel by inclination Modification of the steering column, but also both adjusters lungs simultaneously either independently or depending on each other. Different Lengths of the links between the support bearings and the vehicle-fixed linkages (fixed point linkages) necessarily have a difference Liche position of the support bearing, the Change in length of the connecting links in opposite direction term dependency, e.g. B. through a program control, or individually independently, can be done. In a preferred embodiment form the support bearing at a distance from the Longitudinal axis of the steering shaft one to this under one Angle of 90 degrees arranged joint axis on, their storage through the connecting links with the Fixed points on the body is connected so that the common linkage of the links on Support bearing within a specified area can go to any point. So can also with the steering wheel through the lever transmission in a correspondingly larger area any Point can be reached, either only one Height adjustment, just a change in inclination or both can be done simultaneously.

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. An arrangement is preferred in which the two Links with their longitudinal axes one Angle approximately between 60 and 120 degrees, advantageously 90 Include degrees. At an angle of 90 degrees result from the changes in length of the verb elements of the same size, if the fixed point linkages with respect to a transverse plane to the longitudinal axis of the steering shaft through the linkage on Support bearing arranged symmetrically in mirror image are.

Der Anspruch 4 betrifft die bauliche Ausgestaltung mit einfachen motorischen Mitteln, z. B. durch strebenbildende, motorische Spindeltriebe, Zahnstangen mit Ritzel- oder Schneckenantrieb, oder dergleichen.The claim 4 relates to the structural design with simple motor means, e.g. B. by strut-forming, motorized spindle drives, racks with pinion or worm drive, or the like.

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.However, hydraulic struts are preferred acted upon piston-cylinder units according to Claim 8 because this requires less effort and better matching the change in length of both Striving enables.

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.With the widely used steering columns with one the steering shaft surrounding housing from two telescoping telescopic jacket pipes can the support bearing according to claim 6 directly outside on the upper telescopic part of the jacket tube be consolidated. Since the lower telescopic part of the Man telrohres axially opposite the vehicle (body) is fixed, it can be a festival point bearing of the two connecting links this lower telescopic part of the casing tube steers.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung schematisch dargestellt. Es zeigtIn the drawing, embodiments of the He the invention is shown schematically. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lenksäule mit einer Verstelleinrichtung eines be vorzugten Ausführungsbeispieles der Er findung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a steering column with an adjusting device of a preferred exemplary example of he be the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 eines abgeänderten Ausführungsbeispieles und Fig. 2 shows a longitudinal section corresponding to Fig. 1 of a modified embodiment and

Fig. 3 einen entsprechenden Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles. Fig. 3 shows a corresponding longitudinal section of a further embodiment.

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.In the exemplary embodiments, a jacket tube forms the outer housing of a steering column from the upper telescopic part 1 and the lower telescopic part 2 . The two telescopic parts 1 and 2 of the tubular casing interlock telescopically and are axially displaceable. The steering shaft consisting of the upper shaft part 3 and the lower shaft part 4 is mounted within the casing tube. The free end of the lower shaft part 4 is connected in an articulated joint 5 to a further shaft part 6 , which is only rotatably mounted. On the upper free end of the upper shaft part 3 , the steering wheel, not shown, is attached. The casing tube forming the housing of the steering column is rotatably supported on the one hand with the upper end on the upper shaft part 3 and on the other hand rotatably supported on the lower shaft part 4 with the lower end of the lower telescopic part 2 . The support bearing 7 is fastened to the upper telescopic part 1 in the exemplary embodiments. About variable-length connecting members 8 and 9 , this support bearing with two fixed points 10 and 11 on the vehicle, for. B. on the body, articulated. In the execution examples, the support bearing 7 has a distance from the longitudinal axis 12 of the steering shaft 3, 4, an articulated axis 13 which is arranged at an angle of 90 degrees to the longitudinal axis 12 . The longitudinal axes of the connecting links 8 and 9 should form an angle between 60 and 120 degrees with one another. However, an angle of 90 degrees is preferred as the central position, because at this angle, the same length changes of the connecting members 8 and 9 result in adjustment components of the same size. In the embodiment of FIG. 1, the two connecting links 8 and 9 are arranged in a mirror-symmetrical manner with respect to a transverse plane to the longitudinal axis 12 through the hinge axis 7 , so that each change in length of a connecting link 8 or 9 leads to adjustment components in the direction of the longitudinal axis 12 and perpendicularly thereto. In an arrangement with an angle of 90 degrees between the two links 8 and 9 , the length of the links gives the distance between the two fixed point linkages 10 and 11 from each other. In the embodiment of Fig. 2, the connec tion members 8 and 9 are offset from the arrangement in Fig. 1 by 45 degrees. This arrangement has the advantage that by changing the length of a link 8 an inclination adjustment and by changing the length of the other link 9 z. B. a height adjustment of the steering wheel can be made. In connection with FIG. 1 it is also shown that the mounting surface for the two fixed points 10 and 11 can assume any position in the motor vehicle. Another variant is shown in FIG. 3. In this embodiment, the connecting links 8 and 9 are offset relative to the Dar position in FIG. 1 in an opposite direction to FIG. 2. In addition, the one link 9 is articulated at a fixed point 10 , which is arranged on the lower telescopic part 2 of the casing tube, which is axially immovable relative to the vehicle. In this arrangement, the change in length of the connecting member 8 is essentially identical to a change in length of the steering shaft 3 and 4 for height adjustment. The inclination adjustment takes place exclusively by changing the length of the connecting member 9 between the support bearing 7 and the fixed point 11 . The fields with the dot-dash hatching in FIGS. 1 to 3 indicate the areas that the joint axis 13 can control point by point by changing the length of the connecting members 8 and 9 . According to the preferred embodiment, strut-forming piston-cylinder units 8 and 9 are shown as connecting elements in the exemplary embodiments, which can advantageously be hydraulically loaded. This is particularly advantageous if the motor vehicle equipped with a steering column according to the invention already has operating hydraulics to which the adjustment drives of the longitudinal column can be connected.

Claims

1. Adjustable steering column in motor vehicles at

- A steering shaft in the upper area consists of non-rotatable and telescopically interlocking shafts,
- The upper shaft part has a connecting bearing connected by means of connecting elements with two fixed points of the body and
the lower shaft part is articulated on all sides with a further shaft part which is only rotatably mounted,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

- That the to the support bearing ( 7 ) articulated links ( 8, 9 ) are adjustable in length.

2. Adjustable steering column according to claim 1, characterized in that the support bearing ( 7 ) from the longitudinal axis ( 12 ) of the steering shaft ( 3, 4 ) to this at an angle of 90 degrees arranged hinge axis ( 13 ), the storage of which Connecting links with the fixed points on the body is connected.

3. Adjustable steering column according to claims 1 and 2, characterized in that the two connec tion members ( 8, 9 ) between them an angle of 60 to 120 degrees, preferably 90 degrees, and that their fixed point linkages ( 10, 11 ) against one Transverse plane to the longitudinal axis ( 12 ) of the steering shaft ( 3, 4 ) through the articulation ( 13 ) on the support bearing ( 7 ) are arranged symmetrically in a mirror image.

4. Adjustable steering column according to claims 1 to 3, characterized in that connecting links ( 8, 9 ) are provided in the length independently of one another by motor-adjustable struts.

5. Adjustable steering column according to claims 1 to 4, characterized in that connecting links hydraulically operated piston-cylinder units are provided.

6. Adjustable steering column according to claims 1 to 5, with a multi-part, telescopic jacket tube, characterized in that the support bearing ( 7 ) on the upper telescopic part ( 1 ) of the jacket tube is arranged.

7. Adjustable steering column according to claim 6, characterized in that the lower fixed point linkage ( 10 ) for one of the two links ( 8 ) on the lower, axially immovably mounted telescopic part ( 2 ) of the casing tube is arranged.