DE3737225C1 - Einstellvorrichtung zur Veraenderung der Neigung einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Einstellvorrichtung zur Veraenderung der Neigung einer Lenkspindel eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine diese Merkmale umfassende Einstellvorrichtung ist in
der DE-PS 35 36 285 beschrieben. Nach dieser ist eine
Lenkspindel, die um ein endseitiges Schwenklager schwenk
bar ist, und die von einem sie umgebenden Mantelrohr auf
genommen wird, durch eine mit dem Mantelrohr in einem
lenkradnahen Bereich verbundene, geradlinig wirkende Ver
stellvorrichtung in der Neigung veränderbar. Daneben
stützt diese Verstellvorrichtung die Lenkspindel in
diesem oberen Bereich auch am Fahrzeugaufbau ab. Die
obere Abstützung ist für die Belastbarkeit der Lenk
spindel bei einer Krafteinleitung in das Lenkrad, für
deren schwingungsarme Lagerung und für einen definierten
Verformungswiderstand bei der Einleitung von Aufschlag
kräften während eines Unfalles in einen mit dem Lenkrad
verbundenen Pralltopf besonders wichtig.
Bei dieser Abstützung tritt aber das Problem auf, daß
die Verbindung von Verstellvorrichung und Mantelrohr
einen durch die Schwenkbewegung um das lenkradferne
Schwenklager bedingten Verschiebeweg gegenüber dem
Fahrzeugaufbau zurücklegt, wodurch die Verstellvor
richtung nicht einfach starr mit dem Mantelrohr und
dem Fahrzeugaufbau verbunden werden kann, sondern
ein Lenkhebel vorgesehen werden muß, der diese Ver
schiebung ermöglicht. In der obengenannten Schrift
ist diese Lenkhebelfunktion der Verstellvorrichung
zugeordnet, die dazu beidendig gelenkig befestigt und
in ihrer Verstellbewegung regelbar ausgebildet sein
muß. Die gesamte Verstellvorrichung verändert fort
laufend ihre Lage gegenüber dem Mantelrohr und dem
Fahrzeugaufbau, wodurch für die Anbindung eines die
Verstellvorrichtung antreibenden Motors und Getriebes
zusätzliche Mittel notwendig werden, die entweder eine
stabile Lagerung an der bewegten Verstellvorrichtung
oder einen flexiblen Antriebsanschluß ermöglichen sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Ein
stellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Hauptanspruchs eine kompakte, stabile Bauweise und eine
günstige Anbindung eines Antriebs an die Verstellvor
richtung zu erreichen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs gelöst.
Nach dieser Lösung ist die notwendige Lenkerfunktion
vollständig von der Verstellvorrichtung getrennt, die
linear antreibbar und ortsfest gelagert einen exakten
Verstellweg in Neigungsrichtung der Lenkspindel be
wirkt.
Der Rahmen umgibt die Verstellvorrichtung schützend und
bietet eine stabile Abstützung für die Verstellvorrich
tung.
Nach weiteren Ansprüchen umfaßt die Verstellvorrichtung
zwei Gewindespindeln, die beidseitig der Lenkspindel die
Verstellkraft gleichmäßig abstützen, und die bei einer
rechtwinkligen Ausrichtung zur Längsachse des Mantel
rohrs in tangentialer Ausrichtung zum Neigungsradius
geringe Verstellkräfte bedingen.
Der Aufwand für die Einstellvorrichtung wird auch da
durch verringert, daß nur eine der die Verstellbewegung
in das Mantelrohr einleitenden Gewindemuttern durch
einen Antrieb beaufschlagt wird, während die andere
Gewindemutter über ein kraftschlüssiges Übertragungs
mittel, wie z. B. über eine Kette synchron mitdrehbar ist.
Nach Anspruch 5 weisen die Gewindespindeln ein Trapez
gewinde und das Getriebe Schneckenräder auf, wodurch
kleinbauende Motoren mit hoher Drehzahl und Leistung
eingesetzt werden können, deren Drehzahl durch diese
Maßnahmen untersetzt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 eine schwenkbare Lenkspindel mit einer unter
halb des Haltedeckels in Fig. 2 geschnittenen
Einstellvorrichtung zur Verstellung der Nei
gung, und
Fig. 2 einen gedrehten Querschnitt nach der Linie II-II
durch die Einstellvorrichtung aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Mantelrohr 1, das die Lenkspindel 2
eines Kraftfahrzeugs aufnimmt, welche um ein lenkradfern
angeordnetes Schwenklager 3 schwenkbar ist und dabei in
ihrer Neigung verstellt wird.
Dieses Schwenklager 3 umfaßt zwei in einer Achse liegende
Lagerbolzen 4, die jeweils radial in einen am Fahrzeugauf
bau 5 verschraubten, das Mantelrohr 1 umgebenden Lagerring
6 eingeschraubt werden, und damit mit einem endseitigen
Konus 7 in einen Lagerkonus 8 im Mantelrohr 1 einge
fahren werden, bis sie gegen diesen drücken, wodurch
sich die Kreisform des Lagerrings 6 etwas oval verformt und
durch diese Vorspannung wiederum auf die Lagerbolzen 4
drückt, die damit spielarm in den Lagerkonussen 8 fest
liegen und eine axiale Abstützung des Mantelrohrs 1 und
eine Ableitung der Axialkräfte in den Fahrzeugaufbau 5
bieten.
Weiterhin weist das Mantelrohr 1 eine Aufnahme 9 für
einen nicht dargestellten Sperrbolzen einer Lenkrad
verriegelung auf.
An dem dem Schwenklager 3 gegenüberliegenden Ende der
Lenkspindel 2 befindet sich ein an dieser befestigter
Pralltopf 10 eines nicht weiter dargestellten Lenkrades.
Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einstellvorrich
tung 11 zur Verstellung der Neigung der Lenkspindel 2 um
faßt einen quadratischen Rahmen 12, der das Mantelrohr 1
umgibt und dessen lichter Querschnitt eine Schwenkbewe
gung der Lenkspindel 2 zuläßt. Mit einer quer zur Richtung
der Neigungsverstellung liegenden Aufbauwand 13 ist der
Rahmen 12 am Fahrzeugaufbau 14 verschraubt. Die senkrecht
dazu verlaufenden Seitenwände 15 und 16 sind in ihrer
Ebene um jeweils einen von der Aufbauwand 13 abragenden
Lagerbolzen 17 und am anderen Ende um jeweils einen von
einer der Aufbauwand 13 gegenüberliegenden Lagerwand 18
abragenden zweiten Lagerbolzen 19 schwenkbar. Dazu
weisen die Seitenwände 15, 16 in ihren Endabschnitten
konische Aufnahmen 20, 21 auf, in denen sie jeweils
eine außenkonische Buchse 22, 23 aufnehmen, in deren
Bohrung die Lagerbolzen 17, 19 passen. Nach dem Durch
setzen einer Buchsenbohrung nehmen die Lagerbolzen 17,
19 eine Tellerfeder 24, 25 und anschließend einen
Sicherungsring 26, 27 auf, der die Tellerfeder 24, 25
spannt, wodurch über die Federkraft die Buchse 22, 23
in die konische Aufnahme 20, 21 gedrückt wird und eine
spielarme Lagerung der Seitenwände 15, 16 erreicht
werden kann. Bei einer Neigungsverstellung der Lenk
spindel 2 wirken die Seitenwände 15, 16 als Lenkhebel
28, 29, wodurch ein auftretender Verschiebeweg einer
Verstellvorrichtung 30 gegenüber dem Fahrzeugaufbau
14 ermöglicht wird.
Die Verstellvorrichtung 30 weist zwei drehfest gelagerte
Gewindespindeln 31, 32 auf, die beidseitig der Lenkspindel
2 parallel zueinander und senkrecht zur Lenksäulenachse
angeordnet sind, und auf denen durch eine Drehbewegung
jeweils eine Gewindemutter 33, 34 längsverschiebbar ist,
die dabei formschlüssig das Mantelrohr 1 mitbewegt.
Dazu sind die Gewindemuttern 33, 34 durch Lagerbuchsen 35
gegenüber der Mantelrohrfläche mit nur geringem Reibwider
stand verdrehbar. Der Formschluß wird in einer Verstell
richtung durch einen über Schraubverbindungen am Mantel
rohr 1 festgelegten Haltedeckel 36 und in der entgegenge
setzten Richtung durch jeweils eine stirnseitig gelochte,
mit dem Mantelrohr 1 verschraubte Gewindescheibe 37
erreicht.
Auf jeder Gewindemutter 33, 34 ist ein Zahnrad 38, 39
festgelegt, wovon ein Zahnrad 39 formschlüssig mit
einem auf der Gewindemutter 34 sitzenden Schnecken
rad 40 verbunden ist, das durch einen Antriebsmotor
41 drehbeaufschlagt wird, und das seine Position an ein
Potentiometer 50 weitergibt, dessen Widerstandswert in
einer Memory-Schaltung gespeichert wird, durch die eine
gewählte Neigungsposition automatisch einstellbar ist.
Die angetriebene Drehung des Schneckenrades 40 und des
Zahnrades 39 wird neben der Übertragung auf die Ge
windemutter 34 über ein kraftschlüssiges Übertragungs
mittel 42, das hier durch eine Rollenkette 43 gebildet
ist, synchron auf das zweite Zahnrad 38 übertragen, das
drehfest auf der zweiten Gewindemutter 33 sitzt, die da
durch synchron mit der ersten Gewindemutter 34 längsver
schoben wird. Um den auftretenden Zwischenraum zum Halte
deckel 36 auszufüllen, ist auch auf dieser Seite eine
dem Schneckenrad 40 in den Abmessungen gleiche Scheibe
44 eingefügt. Damit der Einbau der Rollenkette 43 er
leichtert wird, ist diese mit Überlänge vorgesehen und
wird für eine genaue Drehmomentübertragung durch einen
Kettenspanner 45 gestrafft.
Eine vorteilhafte Drehzahluntersetzung des Antriebsmotors
41 wird neben der Schneckenraduntersetzung auch durch das
Trapezgewinde der Gewindespindeln 31, 32 erreicht. Die
Gewindespindeln 31, 32 sind mit einem Ende drehfest an
der Lagerwand 18 gelagert und nehmen zu dieser ebenso
wie zum Mantelrohr 1 eine winkelfeste Position ein.
Dadurch ist es möglich, den Antriebsmotor 41 am
stabilen Mantelrohr 1 zu lagern.
Eine weitere Ausführung kann auch darin bestehen, auf
die Gewindespindeln ein Dehmoment zu übertragen und
die Gewindemuttern drehfest im Mantelrohr zu lagern.
Eine der Gewindespindeln 32 hält am anderen, freiliegenden
Ende einen Anschlag 46, gegen den die Gewindemutter 34
in dieser Endstellung anläuft, wobei der Kraftfluß vor
teilhaft in einem engen Kreis in den Anschlag 46, dann
in die Gewindespindel 32 und zurück in die Gewinde
mutter 34 geleitet wird.
Durch die feste Verbindung der Verstellvorrichtung 30
mit dem Mantelrohr 1 und der Lagerwand 18 ist die Lenk
spindel 2 in einem Bereich bevorzugt nahe dem Lenkrad
über den Rahmen 12 am Fahrzeugaufbau 14 abgestützt.
Dies ist für eine schwingungsarme Abstützung der Lenk
spindel 2 und für eine Krafteinleitung bei einem Unfall
in den Pralltopf 10 und weiter in die Lenkspindel 2 be
sonders vorteilhaft.
Um das Mantelrohr 1 gegen auftretende Querkräfte abzu
stützen, die über das Lenkrad oder beim schnellen Schließen
der Fahrzeugtür eingeleitet werden können, ist dieses
über eine festsitzende Strebe 47 mit einer seitlichen
Stützsäule 48 im Fahrzeug verbunden, wobei die Strebe
47 durch eine ovale Formgebung zu- und drucksteif
und in Neigungsrichtung der Lenkspindel 2 biege- und
torsionsweich ausgebildet ist.
Claims (5)
1. Einstellvorrichtung zur Veränderung der Neigung
einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs, die eine Schwenk
bewegung der Lenkspindel um ein an ihr lenkradfern an
geordnetes Schwenklager steuert, und bei der die Bewe
gung der Lenkspindel durch eine in Richtung der Nei
gungsverstellung geradlinig wirkende Verstellvorrich
tung bewirkbar ist, die mit einem die Lenkspindel auf
nehmenden Mantelrohr in einem Lenkspindelbereich nahe
dem Lenkrad verbunden ist, wodurch die Lenkspindel in
diesem oberen Bereich am Fahrzeugaufbau abstützbar
ist, und bei der ein durch die Schwenkbewegung be
dingter Verschiebeweg dieser Verbindung gegenüber
dem Fahrzeugaufbau durch einen gelenkig zum Fahr
zeugaufbau gelagerten und gelenkig gegenüber der
Lenkspindel wirkenden Lenkhebel ermöglicht ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein rechteckförmiger Rahmen (12) das Mantelrohr (1)
umgibt, dessen lichter Querschnitt eine Schwenkbewe
gung der Lenkspindel (2) zuläßt, und der mit einer
quer zur Richung der Neigungsverstellung liegenden
Aufbauwand (13) am Fahrzeugaufbau (14) befestigt ist,
und dessen zu dieser Aufbauwand (13) senkrecht liegenden
Seitenwände (15, 16) als Lenkhebel (28, 29) wirken, die
dazu in ihren Endabschnitten mit der Aufbauwand (13) und
mit einer dieser gegenüberliegenen Lagerwand (18) in
ihrer Ebene gegenüber diesen verschwenkbar verbunden
sind, und daß an der Lagerwand (18) die Verstellvorrich
tung (30) ortsfest gelagert ist, welche eine winkelfeste
Position zur Lagerwand (18) und zum Mantelrohr (1) auf
weist.
2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellvorrichtung (30) zwei beidseitig der
Lenkspindel (2) parallel zueinander angeordnete Gewinde
spindeln (31, 32) umfaßt, auf denen jeweils eine Ge
windemutter (33, 34) durch eine angetriebene Drehbe
wegung längsbeweglich ist, und daß die Gewinde
muttern (33, 34) das Mantelrohr (1) bei ihrer
Längsbewegung kraftschlüssig mitverschwenken.
3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von einem Antriebsmotor (41) drehbeaufschlagte
Gewindemutter (34) die andere Gewindemutter (33) über
ein kraftschlüssiges Übertragungsmittel (42) synchron
mitdreht.
4. Einstellvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewindespindeln (31, 32) rechtwinklig zur Längs
achse des Mantelrohrs (1) festgelegt sind.
5. Einstellvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewindespindeln (31, 32) ein Trapezgewinde auf
weisen, und daß ein Antriebsmotor (41) ein Schneckenrad
(40) antreibt, welches mindestens eine der Gewinde
muttern (33, 34) dreht.
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