WO1997014600A1

WO1997014600A1 - Lenksäule eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: WO1997014600A1
Application number: PCT/EP1996/004455
Authority: WO
Inventors: Martin Budaker; Gerhard HÄGELE
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 1995-10-14
Filing date: 1996-10-12
Publication date: 1997-04-24
Also published as: EP0854815A1; DE19538303A1; US6035740A; DE59604062D1; EP0854815B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasdruckfeder (10), die in die Teleskopwelle (1, 2) einer Lenkspindel eingebaut ist. Die Gasdruckfeder (10) drückt über ein Verschlußelement (12) auf eine Gelenkgabel (6) und die Kolbenstange (11) der Gasdruckfeder (10) auf eine untere Gelenkgabel (7). Die Gasdruckfeder (10) und die Kolbenstange (11) sind in einer Stufenbohrung (8) eines Lenkspindelschiebestückes (2) der Teleskopwelle untergebracht.

Description

Lenksäule eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, deren Lenkspindel teleskopartig ineinander¬ geschobene Teile aufweist, wie zum Beispiel ein Lenkspin¬ delrohr und ein Lenkspindelschiebestück, die zum Zweck ei¬ ner spielfreien Mitnahme in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt sind.

Aus der DE 40 34 819-Al ist eine Lenksäule für Kraft¬ fahrzeuge mit einem in axialer Richtung betätigbaren, inte¬ grierten, hydraulischen Zylinder bekannt. Die hydraulische Höhenverstellung durch die Druckräume erfolgt mit Hilfe von Magnetventilen eines Druckbegrenzungsventils und eines

Rückschlagventils. Als Druckmittelquelle kann eine schon bereits für das hydraulische Bordnetz vorhandene Pumpe die¬ nen. Eine derartige Lenkanlage umfaßt verhältnismäßig viele Zusatzteile und beansprucht einen großen Bauraum.

Beim Lösen der Klemmvorrichtung einer verstellbaren Lenksäule fällt das Lenkrad durch das Eigengewicht des Lenkrades und der verstellbaren Teile der Lenksäule auf die unterste Verstellposition. Das Gewicht des Lenkrades und der oberen Lenksäulenteile kann im Extremfall bis zu 30 kg betragen. Der Fahrer muß daher beim Verstellen der Lenkrad¬ position diese hohe Gewichtskraft aufbringen, um das Lenk¬ rad in die gewünschte Lage zu bringen. Dies ist nur unter hoher Kraftanstrengung möglich.

Um die Gewichtskraft aufzunehmen, wird daher eine Druckfeder zwischen die verschiebbaren Teile der Teleskop¬ welle eingebaut. Die Teleskopwelle ist das Verbindungsstück zwischen Lenkrad und oberer Lenksäule. Durch die hohen Kräfte und den relativ geringen Bauraum hat die Druckfeder eine hohe Federkonstante und somit über den Verstellbereich einen hohen Kraftanstieg.

Die Gewichtskraft kann somit nicht über den gesamten Hubbereich ausgeglichen werden. Durch den eingeschränkten Bauraum läßt sich die Druckfeder nur am Außendurchmesser der Teleskopwelle unterbringen mit dem Nachteil einer er- heblichen Vergrößerung des Außendurchmessers. Die Hubbe¬ grenzung, d. h. der Endanschlag für die Druckfeder, muß durch die Teleskopwelle geschehen. Bei den hohen Federkräf¬ ten kann dies zur Beschädigung an der Kugelführung der Te¬ leskopwelle führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fahrer von der hohen Gewichtskraft beim Verstellen der Lenkradpo¬ sition zu entlasten. Diese Forderung soll keinen zusätzli¬ chen Bauraum beanspruchen.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im oberen Teil des Lenkspindelschiebestücks eine Gas¬ druckfeder eingebaut ist, die sich über eine Kolbenstange gegen ein mit dem Lenkspindelrohr verbundenes Bauteil ab- stützt. Die Federkonstante einer Gasdruckfeder kann so aus¬ gelegt werden, daß die Kraftänderung über den Hubbereich gering ist, d. h. die Kraft, die der Gewichtskraft entge¬ genwirkt, ändert sich über den genannten Verstellbreich der Lenksäule nur unwesentlich. Bei gelöster Klemmvorrichtung der Lenksäule "schwebt" das Lenkrad in der jeweiligen Posi¬ tion. Im Gegensatz zu bekannten Lenkungen wird für die Gas¬ druckfeder kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Die Gas- druckfeder hat eine eigene Hubbegrenzung, so daß keine zer¬ störenden Kräfte auf die Teleskopwelle einwirken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Lenkspindelschiebestück für die Aufnahme der Gasdruckfeder eine Stufenbohrung auf, die durch ein Verschlußelement ab¬ geschlossen ist. Die Kolbenstange erstreckt sich durch den im Durchmesser verringerten Bohrungsteil und stützt sich auf einer mit dem Lenkspindelrohr verbundenen Gelenkgabel ab.

Es ist zweckmäßig, zwischen dem Lenkspindelrohr und dem Lenkspindelschiebestück eine aus Längsnuten und Kugeln bestehende Kugelführung vorzusehen, die Relativbewegungen zwischen Fahrerkabine und Fahrgestell ausgleichen kann.

Anhand der Zeichnung iεt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Teleskopwelle, die zwischen einem Lenk- rad und dem Lenkgetriebe angeordnet ist.

Ein Lenkspindelrohr 1 und ein Lenkspindelschiebe¬ stück 2 einer Teleskopwelle tragen am Innen- bzw. Außen¬ durchmesser Längsnuten 3 und 4. Zwischen diesen Längs- nuten 3 und 4 sind zum reibungsarmen Verschieben Kugeln 5 eingesetzt. Das obere Ende des Lenkspindelschiebestücks 2 trägt eine Gelenkgabel 6 eines Kreuzgelenks 6A und das un¬ tere Ende des Lenkspindelrohreε 1 eine Gelenkgabel 7 eines Kreuzgelenks 7A. Das Lenkspindelschiebestück 2 weist eine Stufenbohrung 8 auf, in der eine Gasdruckfeder 10, beste¬ hend aus einem Kolben 10A mit einer Kolbenstange 11, inte¬ griert ist. Druckräume oberhalb und unterhalb des Kol¬ bens 10A sind in an sich bekannter Weise mit Gas gefüllt. Die Stufenbohrung 8 ist am oberen Ende durch ein Verschluß¬ element 12 abgeschlossen. Das Ende der Gasdruckfeder 10 stützt sich an diesem Verschlußelement 12 gegen das Lenk¬ spindelschiebestück 2 ab. Am unteren Ende befindet sich eine Dichtung 13. Die Kolbenstange 11 stützt sich auf der Gelenkgabel 7 ab, so daß Lenkspindelrohr 1 und Lenkspindel¬ schiebestück 2 durch die Gasdruckfeder 10 auseinanderge¬ drückt werden. Der Kolben 10A ist in Einbaulage gezeichnet. Nach oben steht ein Hub Hl und nach unten ein Hub H2 zur Verfügung. Die Hübe Hl und H2 geben den möglichen Verstell¬ weg an. Die Kugeln 5, die in einem Käfig 5A geführt sind, erlauben bis zu einem Anschlagring 14 nach oben und biε zu einem Anschlagring 15 nach unten rollende Reibung. Darüber hinaus findet Gleitreibung statt. Innerhalb der rollenden Reibung lassen sich die Relativbewegungen zwischen Fahrer¬ kabine und Fahrgestell ausgleichen.

Bezugs zeichen

1 Lenkspindelrohr

2 Lenkspindelschiebestück

3 Längsnuten innen

4 Längsnuten außen

5 Kugeln

5A Käfig

6 Gelenkgabel

6A Kreuzgelenk

7 Gelenkgabel

7A Kreuzgelenk

8. Stufenbohrung 9 10 Gasdruckfeder

10A Kolben

11 Kolbenstange

12 Verschlußelement

13 Dichtung

14 Anschlagring

15 Anschlagring

Hl Hubweg nach oben

H2 Hubweg nach unten

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Axial verstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, deren Lenkspindel teleskopartig ineinandergeschobene Teile aufweist, zum Beispiel ein Lenkspindelrohr (1) und ein Lenkspindelschiebestück (2), die zur Erzielung einer spiel¬ freien Mitnahme in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im obe- ren Teil deε Lenkspindelschiebeεtückeε (2) eine Gasdruckfe¬ der (10) eingebaut ist, die sich über eine Kolben¬ stange (11) gegen ein mit dem Lenkspindelrohr (1) verbunde¬ nes Bauteil abstützt.

2. Axial verstellbare Lenksäule nach Anspruch 1, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Lenkspin¬ delschiebestück (2) für die Aufnahme der Gasdruckfeder (10) eine Stufenbohrung (8) aufweist, die durch ein Verschluß¬ element (12) abgeschlossen ist und die Kolbenstange (11) sich durch den im Durchmesser verringerten Bohrungsteil der Stufenbohrung (8) erstreckt und auf einer mit dem Lenkspin¬ delrohr (1) verbundenen Gelenkgabel (7) abgestützt ist.

3. Axial verstellbare Lenksäule nach Anspruch 1, da- durch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen Lenk¬ spindelrohr (1) und Lenkspindelschiebestück (2) eine aus Längsnuten (3 bzw. 4) und Kugeln (5) beεtehende Kugelfüh¬ rung vorgeεehen iεt, die Relativbewegungen zwiεchen der Fahrerkabine und dem Fahrgestell ausgleichen kann.