WO2005036005A1 - Fahrzeuglenksäulenanordnung - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle steering column according to the preamble of claim 1.
  • Steering column arrangements in vehicles are generally used to be able to adjust the height and length of the steering wheel in order to adapt to different anatomies or seating positions of motorists for the purpose of increasing comfort.
  • an inner steering column member which has a steering spindle connected to the steering wheel.
  • the inner steering column member is mounted in an outer steering column member, the two steering column members being displaceable relative to one another in order to permit the axial adjustment in the desired manner.
  • the parts can only be adjusted relative to one another with only slight forces, the overall rigidity of the steering column arrangement not being impaired.
  • the connection between the inner steering column member and the outer steering column member must be as free of play as possible, since the operating loads are mainly conducted via the inner steering column member.
  • the sliding link socket also serves to avoid vibrations that are undesirable in the steering wheel.
  • the outer steering column member must have a sufficient length parallel to the sliding bushing to cover the desired total axial adjustment path.
  • the vehicle steering column has an inner steering column member which receives a steering spindle and an outer steering column member which is arranged radially around an inner steering column member, the inner steering column member and. the outer steering column member are mutually displaceable by a sliding bush which slidably abuts on the inner steering column member and is captively connected to the outer steering column member, the sliding bush lying radially outward having at least two recesses in the form of pockets which pass through the outer steering column member to form one fixed connection between the outer en t steering column member and the sliding bush are sprayed with plastic.
  • At least two depressions are provided, which are attached to opposite ends of the sliding bush, so that they are at a maximum possible distance from one another, which rules out axial tiltability.
  • several depressions for example three, can also be provided with a depression in the middle between the two outer depressions.
  • the slide bush has a slot over its entire length.
  • the depressions extend circumferentially to both sides of the slot.
  • the sliding bush is under a prestress and has a clear play to the outer steering column member, to which the manufacturing tolerances can add. However, this game is created during the manufacturing process when the plastic Fabric eliminated, so that the inner steering column member in the sliding bush with minimal play and with little tension or. Compressive forces can be adjusted axially.
  • the sliding bushing consists of a suitable, lubricious material, in particular of a plastic with low friction properties.
  • the sliding bushing has a plurality of stiffening ribs between the spaced-apart depressions to increase the stability of the sliding bushing.
  • the inner steering column member, the outer steering column member and the sliding bushing For better torque transmission, it is common for the inner steering column member, the outer steering column member and the sliding bushing to have a triangular shape that complements the shape. However, they are advantageously cylindrical in shape, which enables simple manufacture.
  • the embodiment according to the invention with a sliding bush, which is connected to the outer steering column member via a plastic injection has the advantage that the components can be carried out without mechanical processing and no fit between the sliding bush and the outer steering column member is required.
  • a play-free connection can be established between the outer steering column member and the sliding bush, a sufficiently slidable connection being always guaranteed between the sliding bush and the inner steering column member.
  • Figure 1 is a schematic sectional view through a steering column assembly according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of a sliding bushing which is used in a steering column arrangement according to the invention.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a vehicle steering column according to the invention.
  • the vehicle steering column 1 has an inner steering column member 2, which receives a steering spindle, not shown, telescopically.
  • An outer steering column member 3 is provided radially on the outside in an overlapping area. In the present case, the shape of the respective components is rotationally symmetrical.
  • a sliding bush 4 made of a plastic material is arranged between the outer steering column member 3 and the inner steering column member 2.
  • the inner steering column member 2 is axially slidable in the sliding bushing 4.
  • the sliding bush 4 itself is firmly connected to the outer steering column member 3.
  • the sliding bush 4 has on its radially outer circumferential surface two depressions 5 which are provided at both ends of the sliding bush 4 at a distance from one another.
  • the recesses 5 form cavities or pockets 6 with respect to the outer steering column member 3 which is in contact with the outside. These pockets 6 or recesses 5 of the sliding bushing 4 are filled or sprayed from the outside through the outer steering column member 3 with plastic material, so that a firm connection between these components can be formed.
  • 2 shows a perspective view of the sliding bush 3 according to the invention.
  • the sliding bush 3 has a slot 7 over its entire length.
  • the depressions 5, which then form the pockets 6 with the outer steering column member 3, are provided at both ends and extend on both sides of the slot 7 as far as this.
  • the slot 7 is pushed together. This results in a fixed connection between the sliding bushing 4 and the outer steering column member 3 and a connection between the sliding bushing 4 and the inner steering column member 2, which allows the inner steering column member 2 to slide in the bushing 4.
  • the sliding bush 4 can be produced from a lubricious material (e.g. plastic). With the solution according to the invention, all tolerances between the outer steering column member 3 and the sliding bush 4 are eliminated.
  • the inner steering column member 2 can be adjusted in the sliding bush 4 with minimal play and low forces.
  • stiffening ribs 8 are also provided between the depressions 5.
  • the solution according to the invention has the advantage that the two steering column members 2, 3 do not have to be machined and no fit has to be produced.
  • the injection pockets are as far apart as possible to maximize the support levers.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenksäule (1) bestehend aus einem inneren Lenksäulenglied (2), einem äusseren Lenksäulenglied (3) und einer zwischen diesen angeordneten Gleitbuchse (4) . Die Gleitbuchse (4) wird mit dem äusseren Lenksäulenglied (3) mittels Kunststoff fest verbunden, welcher in Vertiefungen (5) auf der äusseren Umfangsfläche der Gleitbuchse (4) eingespritzt wird.

Description

Fahrzeuglenksäulenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenksäule nach dem.Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Lenksäulenanordnungen in Fahrzeugen dienen allgemein dazu, das Lenkrad in seiner Höhe und in seiner Länge verstellen zu können, um sich zu Zwecken einer Komforterhöhung an unterschiedliche Anatomien bzw. Sitzpositionen von Kraftfahrern anzupassen.
Um eine axiale Verstellbarkeit derartiger Lenksäulenanordnungen zu ermöglichen, ist ein inneres Lenksäulenglied vorgesehen, welches eine mit dem Lenkrad verbundene Lenkspindel gelagert hat. Das innere Lenksäulenglied ist in einem äußeren Lenksäulenglied montiert, wobei die beiden Lenksäulenglieder relativ zueinander verschiebbar sind, um die axiale Verstellung in gewünschter Weise zu gestatten.
Hierbei ist es zwingend erforderlich, dass die Teile relativ zueinander nur mit geringen Kräften verstellbar sind, wobei die Gesamtsteifigkeit der Lenksäulenanordnung nicht beeinträchtigt werden soll. Hierzu muss die Verbindung zwischen dem inneren Lenksäulenglied und dem äußeren Lenksäulenglied möglichst spielfrei sein, da die Betriebslasten hauptsächlich über das innere Lenksäulenglied geleitet werden.
Es ist bereits bekannt, zwischen diesen beiden Gliedern eine Gleitbuchse vorzusehen, sodass ein Lenksäulenglied relativ zu dem anderen Lenksäulenglied gleiten kann, wobei die Gleit- buchse auch der Vermeidung von Vibrationen dient, die beim Lenkrad unerwünscht sind.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Gleitbuchse auf das innere Lenksäulenglied aufzupressen oder dauerhaft daran durch Stauchen oder durch andere Mittel zu befestigen. Das Gleiten des inneren Lenksäulenglieds relativ zu der Gleitbuchse wird ermöglicht, indem zwischen der äußeren Form der Gleitbuchse und der inneren Form des äußeren Lenksäulenglieds eine so enge Toleranz gewählt wird, dass die erforderliche axiale Einstellung durchgeführt werden kann.
Hierzu muss jedoch das äußere Lenksäulenglied achsparallel zu der Gleitbuchse über eine ausreichende Länge verfügen, um den gewünschten gesamten axialen Verstellweg abzudecken. Dies bedingt, dass das innere Lenksäulenglied, das äußere Lenksäulenglied und die Gleitbuchse übermäßig genau auf entsprechende Abmessungstoleranzen festgelegt werden müssen, was sich einerseits für deren Fertigung als kostspielig erweist und wobei andererseits die Herstellungstoleranzen für das spätere Zusammenwirken dieser drei Komponenten bereits berücksichtigt werden müssen. Aus diesen Gründen kann ein axiales Kippen der Teile zueinander, was zu Rütteln führt, nicht vollständig ausgeschlossen werden.
Aus dem Stand der Technik ist es hierzu bekannt, beispielsweise aus der DE 199 45 160 AI, die Gleitbuchse mit dem äußeren Lenksäulenglied zu verkleben. Hierbei sind in dem äußeren Lenksäulenglied lediglich Einfülllöcher vorgesehen, sodass nur die Festigkeit mindernde punktförmige Verbindungsstellen zwischen der Gleitbuchse und dem äußeren Lenksäulenglied ausgebildet werden.
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenksäulenanordnung dahingehend zu verbessern, dass eine sichere, vibrationsfreie Verbindung zwischen der Gleitbuchse und dem äußeren Lenksäulenglied bewerkstelligt wird, wobei die Fertigungstoleranzen keinen Einfluss auf die spätere Funktionsweise nehmen sollen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Demzufolge weist cäie Fahrzeuglenksäule gemäß der Erfindung ein inneres Lenksäulenglied, welches eine Lenkspindel aufnimmt, und ein äußeres Lenksäulenglied auf, welches radial um ein innere Lenksämlenglied angeordnet ist, wobei das innere Lenksäulenglied und. das äußere Lenksäulenglied gegeneinander verschiebbar sind durch eine Gleitbuchse, welche auf dem inneren Lenksäulenglied gleitfähig anliegt und mit dem äußeren Lenksäulenglied verliersicher verbunden ist, wobei die Gleitbuchse radial außen liegend zumindest zwei Vertiefungen in Form von Taschen aufweist, welche durch das äußere Lenksäulenglied hindurch unter Ausbildung einer festen Verbindung zwischen dem äußerten Lenksäulenglied und der Gleitbuchse mit Kunststoff ausgespritzt sind.
Dabei sind zumindest zwei Vertiefungen vorgesehen, die an gegenüberliegenden Enden der Gleitbuchse angebracht sind, sodass sie einen maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen, der eine axiale Kippbarkeit ausschließt. Selbstverständlich können auch mehrere Vertiefungen, beispielsweise drei, mit einer Vertiefung in der Mitte zwischen den zwei außen liegenden Vertiefungen, vorgesehen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Gleitbuchse über ihre gesamte Länge einen Schlitz auf. Die Vertiefungen erstrecken sich dabei umfänglich bis zu beiden Seiten des Schlitzes.
Die Gleitbuchse steht unter einer Vorspannung und weist zum äußeren Lenksäulenglied ein deutliches Spiel auf, zu dem sich die Fertigungstoleranzen addieren können. Dieses Spiel wird jedoch im Zuge der Herstellung beim Einspritzen des Kunst- Stoffes eliminiert, sodass das innere Lenksäulenglied in der Gleitbuchse mit einem minimalen Spiel und mit geringen Zugbzw. Druckkräften axial verstellt werden kann. Zu diesem Zweck besteht die Gleitbuchse aus einem geeigneten gleitfähigen Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff mit geringen Reibungseigenschaften.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Gleitbuchse zwischen den auseinanderliegenden Vertiefungen mehrere Versteifungsrippen zur Erhöhung der Stabilität der Gleitbuchse auf .
Zur besseren DrehmomentÜbertragung ist es üblich, dass das innere Lenksäulenglied, das äußere Lenksäulenglied und die Gleitbuchse formkomplementär dreiecksförmig ausgebildet sind. Vorteilhafterweise sind sie jedoch von zylinderförmiger Gestalt, was eine einfache Herstellung ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Ausführung mit einer Gleitbuchse, welche über eine Kunststoffeinspritzung mit dem äußeren Lenksäulenglied verbunden ist, hat den Vorteil, dass die Komponenten ohne eine mechanische Bearbeitung ausgeführt werden können und keine Passung zwischen der Gleitbuchse und dem äußeren Lenksäulenglied erforderlich ist. Beim Einspritzen des Kunststoffs in die taschenartigen Vertiefungen lässt sich eine spielfreie Verbindung zwischen dem äußeren Lenksäulenglied und der Gleitbuchse herstellen, wobei zwischen der Gleitbuchse und dem inneren Lenksäulenglied stets eine ausreichend gleitfähige Verbindung gewährleistet ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Lenksäulenanordnung gemäß der Erfindung; und Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Gleitbuchse, die in einer Lenksäulenanordnung gemäß der Erfindung zum Einsatz kommt.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Fahrzeuglenksäule gemäß der Erfindung.
Die Fahrzeuglenksäule 1 weist ein inneres Lenksäulenglied 2 auf, welches eine nicht dargestellte Lenkspindel teleskopartig aufnimmt. Radial außen liegend in einem überlappenden Bereich ist ein äußeres Lenksäulenglied 3 vorgesehen. Im vorliegenden Fall sind die jeweiligen Komponenten in ihrer Form rotationssymmetrisch ausgebildet.
Zwischen dem äußeren Lenksäulenglied 3 und dem inneren Lenks ulenglied 2 ist eine Gleitbuchse 4 aus einem Kunststoffmaterial angeordnet. Das innere Lenksäulenglied 2 ist in der Gieitbuchse 4 axial gleitfähig verschiebbar.
Die Gleitbuchse 4 selbst ist mit dem äußeren Lenksäulenglied 3 fest verbunden. Hierzu weist die Gleitbuchse 4 an ihrer radial außen liegenden Umfangsfläche .zwei Vertiefungen 5 auf, die zueinander beabstandet an beiden Enden der Gleitbuchse 4 vorgesehen sind.
Die Vertiefungen 5 bilden gegenüber dem außen anliegenden äußeren Lenksäulenglied 3 Hohlräume bzw. Taschen 6 aus. Diese Taschen 6 bzw. Vertiefungen 5 der Gleitbuchse 4 werden von amßen durch das äußere Lenks ulenglied 3 hindurch mit Kunst- Stoffmasse gefüllt bzw. ausgespritzt, sodass eine feste Verbindung zwischen diesen Komponenten ausgebildet werden kann. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Gleitbuchse 3.
Die Gleitbuchse 3 weist einen Schlitz 7 über ihre gesamte Länge auf. Die Vertiefungen 5, welche dann die Taschen 6 mit dem äußeren Lenksäulenglied 3 ausbilden, sind an beiden Enden vorgesehen und erstrecken sich zu beiden Seiten des Schlitzes 7 bis an diesen heran. Beim Einfüllen des Kunststoffes im zusammengebauten Zustand der Fahrzeuglenksäule werden die Vertiefungen 5 vollständig ausgefüllt, sodass Fertigungstoleranzen zwischen der Gleitbuchse 4 und dem äußeren Lenksäulenglied 3 eliminiert werden. Dabei schiebt sich der Schlitz 7 zusammen. Somit entsteht zwischen der Gleitbuchse 4 und dem äußeren Lenksäulenglied 3 eine feste Verbindung und zwischen der Gleitbuchse 4 und dem inneren Lenksäulenglied 2 eine Verbindung, die ein Gleiten des inneren Lenksäulengliedes 2 in der Buchse 4 zulässt. Die Gleitbuchse 4 kann dazu aus einem gleitfähigen Werkstoff (z.B. Kunststoff) hergestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung werden alle Toleranzen zwischen dem äußeren Lenksäulenglied 3 und der Gleitbuchse 4 eliminiert. Das innere Lenksäulenglied 2 kann in der Gleitbuchse 4 mit minimalem Spiel und geringen Kräften verstellt werden.
Zur Erhöhung der Steifigkeit der Gleitbuchse 4 sind zwischen den Vertiefungen 5 noch Versteifungsrippen 8 vorgesehen. Die erfindungsgemäße Lösung bringt den Vorteil mit sich, dass die beiden Lenksäulenglieder 2,3 nicht mechanisch bearbeitet werden müssen und keine Passung hergestellt werden muss. Die Einspritztaschen liegen möglichst weit auseinander, um die Abstützhebel zu maximieren.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeuglenksäule (1), aufweisend ein inneres Lenksäulenglied (2) , welches eine Lenkspindel verschiebbar aufnimmt, und ein äußeres Lenksäulenglied (3) , welches radial um ein innere Lenksäulenglied (2) angeordnet ist, wobei das innere Lenksäulenglied (2) und das äußere Lenksäulenglied (3) gegeneinander verschiebbar sind durch eine Gleitbuchse (4) , welche auf dem inneren Lenksäulenglied (2) gleitfähig anliegt und mit dem äußeren Lenksäulenglied (3) verlier- sicher verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitbuchse (4) radial außen liegend zumindest zwei Vertiefungen (5) aufweist, welche durch das äußere Lenksäulenglied (3) hindurch unter Ausbildung einer festen Verbindung zwischen dem äußeren Lenksäulenglied (3) und der Gleitbuchse (4) mit Kunststoff ausgespritzt sind.
2. Fahrzeuglenksäule nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest zwei Vertiefungen (5) an gegenüberliegenden Enden der Gleitbuchse (4) angebracht sind.
3. Fahrzeuglenksäule nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitbuchse (4) längs einen Schlitz (7) aufweist und sich die Vertiefungen (5) umfänglich bis zu beiden Seiten des Schlitzes (7) erstrecken.
4. Fahrzeuglenksaule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitbuchse (4) unter einer Vorspannung auf dem inneren Lenksäulenglied (2) gleitfähig anliegt.
5. Fahrzeuglenksaule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitbuchse (4) aus einem Kunststoff mit geringer Reibungseigenschaft hergestellt ist.
6. Fahrzeuglenksaule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitbuchse (4) zwischen den Vertiefungen (5) Versteifungsrippen (8) aufweist.
7. Fahrzeuglenksaule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das innere Lenksäulenglied (2) , das äußere Lenksäulenglied (3) und die Gleitbuchse (4) Zylinderförmig oder dreieckförmig ausgebildet sind.
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