DE3737225C1 - Einstellvorrichtung zur Veraenderung der Neigung einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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.