DE3737164C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine motorisch verstell­ bare Lenksäule für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten derartigen Lenksäule (DE-OS 35 32 102) greift das Ausgangsglied des von einem Motor an­ treibbaren Reduziergetriebes für die Lenkrad-Neigungsver­ stellung direkt einen nach vorne unten gerichteten Hebel an der Konsole an. Dadurch sind hohe Verstellkräfte von dem Ausgangsglied des Reduziergetriebes aufzubringen, insbesondere auch deshalb, weil an der Konsole relativ nah am Lenkrad auch noch der Antriebsmotor und das Redu­ ziergetriebe für die Längsverstellung des Lenkrads gela­ gert sind. Wegen der hohen aufzubringenden und zu über­ tragenden Kräfte ist eine massive Bauweise mit einem ent­ sprechend hohen Gewicht erforderlich. Die teilweise Ge­ wichtsanhäufung im lenkradnahen Bereich ist auch im Hin­ blick auf Lenkradschwingungen kritisch.

Aus der DE-PS 36 18 266 ist es zwar zur Vermeidung von Massenanhäufungen im Bereich des Lenkrads schon bekannt, eine Spindelmutter am nichtschwenkbaren Teil des Mantel­ rohres abzustützen, die eine über eine biegsame Welle an­ treibbare Spindel aufnimmt. Das Ende der Gewindespindel greift wiederum direkt an dem schwenkbaren Teil des Man­ telrohres an, so daß auch mit dieser Bauart hohe Ver­ stellkräfte von der Gewindespindel aufzubringen sind.

Bei einer weiteren bekannten Lenksäule (DE-OS 32 29 481) ist ein mindestens dreiteiliges Mantelrohr für die Lenk­ spindel vorgesehen. Im lenkradferneren Bereich lagert ein an einem Lagerbock befestigtes Mantelrohrteil den unteren Abschnitt der Lenkspindel. Näher beim Lenkrad befindet sich ein teleskopierbarer Mantelrohrabschnitt, von dem ein an dem Lagerbock schwenkbar gelagerter Teil über eine Koppelstange durch einen Spindelmotor um eine Querachse verschenkbar ist. Dieses verschwenkbare Teleskopteil trägt wiederum einen weiteren Verstellmotor, der über einen Spindelmotor ein zweites Teleskopteil des telesko­ pierbaren Mantelrohrabschnitts relativ zum ersten axial verschieben kann. Auch diese Bauart ist bauaufwendig und beansprucht viel Bauraum innerhalb der Lenksäulenver­ kleidung, der in der Regel nicht ohne weiteres verfügbar ist. Ein weiterer Nachteil liegt wiederum darin, daß ei­ ner der Verstellmotore relativ nah am Lenkrad und darüber hinaus an dem teleskopierbaren Mantelrohrabschnitt befestigt ist, der seinerseits verstellbar ist. Wegen der ho­ hen Gewichtsanhäufung im lenkradnahen Bereich ist dies, wie schon erwähnt, besonders ungünstig, insbesondere im Hinblick auf Lenkradschwingungen.

Schließlich ist es auch bekannt (DE-PS 33 18 935), zwei teleskopisch ineinander verschiebbare Mantelrohrteile mo­ torisch dadurch gegeneinander zu verschieben, daß in dem inneren Teil eine Verzahnung ausgebildet ist, die mit ei­ ner Getriebeschnecke eines am äußeren Mantelrohrteil festgelegten Getriebes kämmt. Zum einen ist eine Schneckenverzahnung relativ teuer, zum anderen ermöglicht diese Lenksäule nur eine Verstellung in Axialrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine motorisch verstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die in einer vergleichsweise leichten Bauweise eine gute Übertragung der Abstützkräfte für die verstellbaren Teile der Lenksäule gewährleistet und die Möglichkeit bietet, die Verstellmotore relativ entfernt vom Lenkrad anzuord­ nen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer motorisch verstellbaren Lenksäule nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 durch die in dessen Kennzeichen angegebe­ nen Merkmale gelöst. Auf diese Weise ist es bei Wahl ge­ eigneter Hebelarme für den Angriffspunkt einer Verstell­ kraft am verdrehbaren Schwenkelement einerseits und für die vertikale Abstützung der Konsole an diesem Schwenk­ element andererseits möglich, die Abstütz- und Verstell­ kräfte in vertikaler Richtung gut in die Konsole einzu­ leiten. Wegen des Schwenkelementes können die eigentli­ chen Verstellmotore relativ weit vom Lenkrad weg in einem karosserienahen Bereich angeordnet werden, was im Hin­ blick auf Lenkradschwingungen günstig ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Mantelrohr durch ein Reduziergetriebe gegenüber der Kon­ sole verschiebbar, das über eine biegsame Welle von einem Motor antreibbar ist, der im lenkradfernen Bereich der Lenksäule angeordnet ist. Auf diese Weise kann der im lenkradnahen Bereich der Lenksäulenverkleidung benötigte Bauraum auf ein Minimum begrenzt werden. Weiterhin läßt sich der Antriebsmotor in einem relativ stabilen Bereich der Karosserie lagern, so daß unerwünschte Lenkradschwin­ gungen und akustisch störende höherfrequente Vibrationen vermeidbar sind.

Auch der für das Verschwenken der Konsole gegenüber dem Lagerbock vorgesehene Motor läßt sich unter Zwischen­ schaltung einer biegsamen Welle in einem vom Lenkrad ent­ fernteren, karosserienahen Bereich lagern.

Vorzugsweise sind die Motore am Lagerbock und/oder an der Konsole angeordnet. Sie sind dadurch an der Vormontage­ einheit Lenksäule angeordnet, was Montageerleichterungen mit sich bringt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer in der Höhe und axial verstellbaren Lenksäule;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Lenksäule nach Fig. 1;

Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Ansichten einer nur in der Höhe verstellbaren Lenksäule.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Lenksäule umfaßt ein Mantelrohr 1, in dem die lediglich ange­ deutete Lenkspindel 2 gelagert ist. Mit der Lenkspindel 2 ist an deren (in Fahrtrichtung) rückwärtigem Ende das Lenkhandrad 3 und mit dem Mantelrohr das Lenkschloß 4 und die Lenksäulenverkleidung 5 verbunden.

Das Mantelrohr 1 ist in einer Konsole 6 aufgenommen, die sich ihrerseits an einem Lagerbock 7 abstützt. Der Lagerbock 7 ist an der Karosserie - bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel am Fußhebellagerbock 8 - in der Weise festgelegt, daß er im Normalfall eine stabile Halterung der Lenksäule ermöglicht, im Fall des unfall­ bedingten Auftreffens eines Fahrzeuginsassen jedoch in Fahrzeuglängsrichtung nachgeben kann. Der im wesent­ lichen die Querschnittsform eines nach unten offenen U aufweisende Lagerbock 7 ist hierzu mit einer Quer­ traverse 9 versehen, die an ihren äußeren Enden nach hinten offene Schlitze hat, in denen karosserieseitig festgelegte Gleitbuchsen 10 aufgenommen sind. Das in Fahrtrichtung vordere Ende des Lagerbocks 7 ist über eine lediglich angedeutete Verschraubung 10′ mit einem Deformationsglied verbunden, das seinerseits wieder am Fußhebellagerbock 8 festgelegt ist.

Die Konsole 6 ist an ihrem (in Fahrtrichtung) vorderen Ende in vertikaler Richtung über zwei Pendellenker 11 an der Karosserie abgestützt und - bei dem Ausführungs­ beispiel nach den Fig. 1 und 2 in vertikaler und in axialer Richtung durch ein später noch näher zu er­ läuterndes Schwenkelement 22 mit den seitlichen Lager­ wangen 29 des Lagerbocks 7 verbunden.

Das Mantelrohr 1 ist in der Konsole 6 axial verschieb­ bar, jedoch drehgesichert. Die Verschiebung erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen elek­ trischen Motor 14 mittels eines Reduziergetriebes 15. Dieses Reduziergetriebe ist über eine biegsame Welle 16 von dem Motor 14 antreibbar, der im lenkradfernen Bereich der Lenksäule angeordnet ist.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beipiel ist am Mantelrohr 1 eine zu dessen Achse parallele Verzahnung 17 vorgesehen, mit der das Ausgangs­ ritzel des an der Konsole 6 angeordneten Reduzierge­ triebes 15 kämmt. Die Verzahnung 17 ist an der Unter­ seite einer mit dem Mantelrohr 1 fest verbundenen Zahnstange ausgebildet, die mit entsprechend ausge­ bildeten Gleitführungen der Konsole 6 die Verdreh­ sicherung des Mantelrohrs 1 gegenüber der Konsole 6 sicherstellt. Die Verzahnung könnte jedoch auch unmittelbar in die äußere Mantelfläche des Mantelrohres eingearbeitet sein, wobei dann eine andere geeignete Verdrehsicherung vorgesehen werden müßte.

Die Konsole 6 ist an ihrem (in Fahrtrichtung) vorderen Ende um eine Querachse gegenüber der Karosserie schwenkbar. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Konsole 6 - wie in etwa in Fig. 2 erkennbar - an ihrem vorderen Bereich gabelförmig ausgebildet. Die zwei Gabelarme 18 sind jeweils gelenkig mit dem unteren Ende der schon erwähnten Pendellenker 11 verbunden, deren oberes Ende an dem karosseriefest zu montierenden Fußhebellagerbock 8 angelenkt ist. An ihrem (in Fahrt­ richtung) hinteren Bereich ist die Konsole 6 um eine Querachse 19 drehbar mit zwei etwa zur Achse des Mantel­ rohres 1 parallelen Armen 20 eines um eine Querachse 21 motorisch verdrehbaren Schwenkelementes 22 verbunden.

Auch das Schwenkelement 22 ist durch ein Reduzierge­ triebe 23 verschwenkbar, das über eine biegsame Welle 24 von einem im lenkradfernen Bereich der Lenksäule ange­ ordneten Motor 25 antreibbar ist.

Der Motor 14 ist über eine Aufnahme 26 an der Konsole 6 befestigt, während der Motor 25 über eine andere Auf­ nahme 27 am Lagerbock 7 angeordnet ist. Die Lenksäule bildet auf diese Weise mitsamt den Motoren 14, 25 eine vormontierbare Montageeinheit, die einfach an der Karosserie - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Fußhebellagerbock 8 - montiert werden kann.

Das schon erwähnte Schwenkelement 22 hat, wie man in Fig. 1 erkennen kann, ein Zahnsegment 28, mit dem das Ausgangsritzel des Reduziergetriebes 23 kämmt.

Der Lagerbock 7 hat einen insgesamt U-förmigen Quer­ schnitt, der nach unten offen ist. Im lenkradnahen Bereich sind zwei nach unten gerichtete Lagerwangen 29 vorgesehen, in denen das Schwenkelement 22 gelagert ist. Eine Verdrehung des Zahnsegments 28 um die Querachse 21 bewirkt ein Verschwenken des Arms 20 und damit eine Veränderung der Neigung des in der Konsole 6 auf­ genommenen Mantelrohrs 1.

Mit der bisher beschriebenen Bauart kann auch eine nur höhenverstellbare bzw. in ihrer Neigung verstellbare Lenksäule besonders einfach realisiert werden, wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 zeigt. Das Mantelrohr 1′ ist hierbei fest mit einer vereinfachten Konsole 6′ verbunden, die wiederum an ihrem (in Fahrtrichtung) vorderen Ende zwei Gabelarme 18 aufweist. Diese Arme sind in der schon beschrie­ benen Weise mit den Pendellenkern 11 gelenkig verbunden. Der am Lagerbock 7 über die Aufnahme 27 befestigte Motor 25 treibt über die biegsame Welle 24 das Reduzierge­ triebe 23 an. Dessen Ausgangsritzel kämmt mit dem Zahnsegment 28 des schon erläuterten Schwenkelements 22. Die Arme 20 des Schwenkelements 22 sind mit nach unten gerichteten Stützlaschen 31 gelenkig verbunden, die über die Traverse 32 an dem Mantelrohr 1′ abgestützt sind.

Es ist auch möglich, anstelle der zwei beschriebenen Motoren 14 und 15 nur einen einzigen Motor vorzusehen, der über ein Umschaltgetriebe die biegsamen Wellen 16 und 14 antreibt. Dadurch ist eine leichtere und kosten­ günstigere Ausführung möglich.

Es ist bereits bekannt, bei motorisch verstellbaren Lenkrädern verschiedene vorgegebene Stellungen abrufbar zu machen. So kann bei Zündschlüsselabzug bzw. bei Öffnung der Fahrertür das Lenkrad 3 in eine hochge­ schwenkte Position "Einstiegshilfe" geschwenkt werden. Man kann dabei aber auch weiterhin vorsehen, daß in dieser Position das Lenkrad 3 auch nach vorne bewegt wird. Zweckmäßig ist in der Position "Einstiegshilfe" ein Starten des Fahrzeugsmotors unterbunden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Lenkrad 3 mit einem Airbag ausgerüstet ist, da die Funktion des Airbags in der Position "Einstiegshilfe" nicht gewähr­ leistet ist.

Ist bei Zündschlüsselabzug ein Verschwenken des Lenkrads 3 in die Positionen "Einstiegshilfe" vorgesehen, so kann es zweckmäßig sein, daß bei Sitzkontakt das Lenkrad 3 aus der Position "Einstiegshilfe" in die Betriebs­ stellung verlagert wird.

Ferner kann die Steuerung so ausgelegt werden, daß bei laufendem Fahrzeugmotor und eingelegtem Gang durch das Öffnen der Fahrertür ein Verlagern in die Position "Einstiegshilfe" unterbunden ist. Ferner kann die Schaltung so ausgelegt werden, daß die Position "Einstiegshilfe" nur bei abgezogenem Zündschlüssel und angezogener Handbremse oder eingelegtem Gang bzw. - bei einem Fahrzeug mit Automatik-Getriebe - bei Parkstellung des Automatik-Wählhebels angesteuert wird.

Claims (9)

1. Motorisch verstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, mit einem axial und in seiner Neigung durch wenig­ stens einen Motor verstellbaren Mantelrohr, das die mit dem Lenkrad verbundene Lenkspindel lagert und in einer Konsole aufgenommen ist, die in einem an der Karosserie befestigten Lagerbock abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (6, 6′) an ih­ rem in Fahrtrichtung vorderen Ende um eine Querachse gegenüber der Karosserie schwenkbar und in ihrem hinteren Bereich drehbar mit wenigstens einem zumin­ dest annähernd zur Achse des Mantelrohres (1) parallelen Arm (20) eines um eine Querachse (21) moto­ risch verdrehbaren Schwenkelements (22) verbunden ist.

2. Lenksäule nach Anspruch 1 mit einem Lagerbock, der in seinem lenkradnahen Bereich seitlich zwei nach unten gerichtete Lagerwangen hat, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schwenkelement (22) an den Lager­ wangen (29) gelagert ist und an seinen beiden Enden einen die Konsole (6) abstützenden Arm (20) hat.

3. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (22) durch ein Reduzierge­ triebe (23) schwenkbar ist, das über eine biegsame Welle (24) von einem im lenkradfernen Bereich der Lenksäule angeordneten Motor (25) antreibbar ist.

4. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1) durch ein Reduziergetriebe (15) verschiebbar ist, das über eine biegsame Welle (16) von einem Motor (14) antreibbar ist, der im lenkradfernen Bereich der Lenksäule angeordnet ist.

5. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantelrohr (1) eine zu dessen Achse parallele Verzahnung (17) vorgesehen ist, mit der das Ausgangsritzel eines an der Konsole (6) ange­ ordneten Reduziergetriebes (15) kämmt.

6. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (22) ein Zahnsegment (28) aufweist, mit dem das Ausgangsritzel des Reduzier­ getriebes (23) kämmt.

7. Lenksäule nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motore (14, 25) am Lagerbock (7) und/oder an der Konsole (6) angeordnet sind.

8. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arme (20) des Schwenkelements (22) mit zwei am Mantelrohr (1′) ausgebildeten Stützlaschen (31) verbunden sind und das Mantelrohr (1′) fest in der Konsole (6′) angeordnet ist.

9. Lenksäule nach Anspruch 1, bei der vorgegebene Lenkradstellungen abrufbar sind und/oder bei Zündschlüsselabzug das Lenkrad in eine hochgeschwenkte Position "Einstiegshilfe" geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sitzkontakt das Lenkrad (3) aus der Position "Einstiegshilfe" in die Betriebsstellung verlagert wird.