WO2007019927A1 - Lenksäulenanordnung - Google Patents

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WO2007019927A1
WO2007019927A1 PCT/EP2006/006945 EP2006006945W WO2007019927A1 WO 2007019927 A1 WO2007019927 A1 WO 2007019927A1 EP 2006006945 W EP2006006945 W EP 2006006945W WO 2007019927 A1 WO2007019927 A1 WO 2007019927A1
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WO
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steering column
actuator
clamping
parts
column assembly
Prior art date
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PCT/EP2006/006945
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English (en)
French (fr)
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Fred Eggers
Axel Hebenstreit
Kark-Heinz Knoll
Maik-Oliver Schütte
Peter Von Ey
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/184—Mechanisms for locking columns at selected positions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory

Definitions

  • the invention relates to a steering column arrangement, which in particular has an adjustable in length and / or inclination steering column, according to claim 1.
  • a steering column assembly comprising a first part which is connected to a vehicle body, and a second part which is connected to the first part.
  • the first and second parts are arranged displaceable relative to one another.
  • a clamping device is provided which can be activated by means of a piezoelectric actuator.
  • This actuator can be manually operated by means of a switch.
  • the jamming of the two parts takes place directly with the aid of the piezoelectric actuator, which forms the clamping device.
  • the piezoelectric actuator drives a suitable adjusting element, if appropriate with a corresponding gear ratio.
  • a mechanical jamming can also be provided.
  • the piezoelectric actuator can be used in conjunction with steering columns, in which the adjustment takes place via at least one electric motor.
  • the piezo element is used here in a Longitudinal adjustment of the steering column to hold the mutually displaceable parts backlash and set a crash force.
  • the solution according to the invention is characterized by a high rigidity of the overall system "steering column" with simultaneous backlash.
  • the first and second parts may be telescoping casing tube parts of a casing tube serving for supporting a steering spindle, which can be moved in and out for the purpose of individual length adjustment of the steering column.
  • the invention is not limited to the abovementioned exemplary embodiments, which are mentioned purely by way of example.
  • the first actuator by means of which the first and second parts of the steering column are displaceable relative to each other, comprises a drive designed for self-locking, in particular an electric motor for adjusting the height or inclination of the steering column. If the steering column is motor-adjustable in its length and in its inclination, preferably each designed for self-locking drive (first actuator) is provided. Suitable drives for automated tilt adjustment and length adjustment of the steering column are well known, so that will not be discussed further here.
  • the second actuator is a linear drive.
  • This can be formed for example by a motor-gear unit with spindle drive, an electric solenoid, a piezoelectric actuator or the like.
  • FIG. 2A shows a first exemplary embodiment of a
  • FIG. 2B shows the clamping device according to FIG. 2A in a second functional position
  • FIG 3 shows a second embodiment of the clamping device.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the clamping device
  • Fig. 5 shows a fourth embodiment of the clamping device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a section of an embodiment of a steering column assembly for motor vehicles, especially passenger cars, which has a variable in their inclination and in length steering column 1.
  • the steering column 1 comprises a telescopic steering spindle 3 with a steering wheel near upper spindle part 5 and with a not visible in the illustration of Figure 1, steering wheel remote lower spindle part.
  • the steering shaft 3 is rotatably mounted in a two-part casing tube 7 here.
  • the jacket tube 7 is also designed telescopically and has a steering wheel near upper casing tube part 9 and a steering wheel remote lower casing tube part 11.
  • a steering handle here a steering wheel 13, mounted.
  • the steering column 1 is usually installed in a motor vehicle and mounted on a vehicle-mounted bracket 15 via a guide.
  • the lower casing tube part 11 is pivotally mounted about an axis 19 on the vehicle-fixed bracket 15.
  • the lower casing pipe part 11 is guided in the upper casing pipe part 9, wherein the upper casing pipe part 9 is again mounted axially adjustable on the bracket 15, as indicated by a double arrow 20.
  • the storage of the upper casing pipe part 9 on the vehicle-mounted bracket 15 is carried out in the embodiment of Figure 1 via a carriage 21 which is fixed in position in a comfort position on the vehicle-mounted bracket 15 and transferred when exceeding abuse forces, for example in a vehicle crash in a crash position is, in which it can be adjusted along an unrecognizable carriage guide parallel to the longitudinal center axis 23 of the steering column 1.
  • the steering column assembly comprises an actuator, not shown in the figures, by means of which the casing tube parts 9 and 11 relative to each other displaceable, that is telescopically, whereby the length of the steering column 1 is variable.
  • actuator is provided by means of which the jacket tube 7 is pivotable about the axis 19, so that the vehicle occupant can adjust the inclination of the steering column 1 to his needs.
  • the steering column assembly further comprises a clamping device 25 arranged on the carriage 21, with the aid of which the jacket tube 7 (first part or second part) can be fixed in a desired position by clamping with respect to the bracket 15 (second part or first part).
  • a second actuator 27 is provided, which is formed in the embodiment of Figure 1 as a linear drive, by means of which an actuator 29 is linearly movable, here parallel to the longitudinal central axis 23 of the steering column 1, as indicated by a double arrow 31.
  • the second actuator 27 may include, for example, a motor-gear unit with spindle drive or an electric solenoid.
  • the linear drive can also be formed by a piezoelectric actuator.
  • the clamping device 25 is located on the underside or in the lower region of the carriage 21st
  • FIGS. 2A and 2B show a section of the steering column 1 according to Figure 1 from below.
  • a linkage 33 can be seen, which is for guiding and displacement of on opposite sides of the upper casing pipe part 9 arranged clamping parts 35A and 35B is used.
  • the linkage 33 can be actuated by means of the second actuator 27, which will be discussed in more detail below.
  • the linkage 33 includes first levers 37A and 37B pivotally mounted at one end about a common axis 39.
  • the linkage 33 further includes second levers 43A and 43B, of which the lever 43A is pivotally coupled at one end to the attachment point 41A to the lever 37A and the lever 43B is pivotally coupled to the lever 37B at the attachment point 41B.
  • the second levers 43A, 43B are pivotally coupled to one another at their respective other end at a connection point 45, on which the actuator 29, which can move linearly by means of the second actuator 27, also engages. Due to this configuration, a toggle lever is realized.
  • the clamping parts 35A, 35B are arranged in their clamping position in which they are pressed against the outside of the casing tube part 9 with a predetermined force, whereby this against displacement relative to the lower casing tube part 11 and at the same time against a relative movement relative to the carriage 21 and the console 15 is secured.
  • the contact forces of the clamping parts 35A, 35B on the casing tube 7 are applied by means of schematically indicated spring means 47, which is formed here purely by way of example as arranged on the actuator 29 sterenzugfeder. Due to the spring means 47, the linkage 33 and thus the clamping members 35A, 35B is permanently biased, whereby the steering column 1 has a desired high rigidity, that is, no play.
  • the second actuator 29 By activation of the second actuator 27, the second actuator 29 is extended against the force of the spring means 47, whereby the toggle lever is released and the prestressed clamping parts 35A, 35B are spread and shifted to a release position shown in Figure 2B, in a length adjustment and tilt adjustment of the steering column 1 is possible.
  • the actuation of the joint gear 33 by means of the second actuator 27 thus raises the bias of the clamping system and makes the jacket tube 7 adjustable with little effort. It should be noted that when the second actuator 27 is not actuated, a defined pretensioning force applied by means of the spring means 47 acts on the clamping system in order to keep it free of play and rigid in bending.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the clamping device 25.
  • the same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made in this respect to the description of the preceding figures.
  • the levers 37A and 37B, to which the clamping parts 35A and 35B are attached have an angled course and are pivotable relative to the console 15 fixed axes 49A and 49B.
  • the second actuator 27 is coupled in this embodiment at the axis 39 to the lever 37A, while the actuator 29 is pivotally connected at the connection point 45 with the second lever 37B.
  • a bar 51 connected to the axles 49A, 49B is provided for stiffening the double-lever joint transmission 33.
  • the linkage is acted upon by the spring means 47 with a biasing force to keep it free of play and rigid.
  • the second actuator 27 is not activated, which causes the levers 37A, 37B to be spring-loaded by means of the spring means 47, such that the clamping parts 35A, 35B contact the outside of the upper one Jacket tube part 9 of the jacket tube 7 are pressed, whereby the steering column 1 is secured against adjustment.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the clamping device 25, which differs from the exemplary embodiments described in the preceding figures in that the clamping parts 35A and 35B directly, that is without the interposition of a linkage or other lever mechanism by means of the second actuator 27 between its clamping position, as shown in Figure 4, and a release position are displaced.
  • the second actuator 27 must be able to apply corresponding forces. Suitable for this purpose is in particular a piezoactuator.
  • the clamping parts 35A and 35B are spring-loaded in the direction of their clamping position by means of the spring means 47.
  • the clamping device 25 has a space-saving and cost-effective design due to its small number of parts.
  • Exemplary embodiments of the clamping device 25 has in common that when not activated second actuator 27, the clamping parts 35A and 35B are displaced by the spring means 47 in clamping position and pressed with a defined biasing force against the casing tube 7, whereby the steering column 1 secured against unintentional adjustment backlash and rigid / is fixed.
  • a reversal of the clamping principle underlying the clamping devices 25 described with reference to FIGS. 1 to 4 is realized, that is to say that the jacket tube 7 is clamped by means of the clamping device 25' only when activated second actuator 27.
  • the second actuator 27 actuate a mechanically / manually adjustable steering column known clamping element 53, for example, with frictional or form-fitting, which fixes the casing tube part 9 from opposite sides by clamping.
  • the clamping device 25 ' is arranged approximately in the middle of the carriage 21.
  • All embodiments of the clamping device 25 have in common that the second actuator 27 is electrically connected in any case so with the provided for length adjustment and tilt adjustment of the steering column 1 first actuators so that an adaptation of an existing control device / control electronics can be omitted.
  • a delay element is provided according to the invention, which serves for the leading, automatic activation of the second actuator 27 and thus of the clamping device 25 before activation of the first actuator (s).
  • the delay element is preferably integrated in the second actuator 27. By means of the delay element it is ensured that the clamping automatically releases before each adjustment of the drive units forming the first actuators.
  • the driver operates a switch, whereupon a signal is generated, which leads to a release of the clamping by activating the second actuator 27 (embodiments according to Figures 2, 3 and 4) or deactivated (embodiment according to FIG. 5).
  • the delay element By means of the delay element, it is ensured that the first actuators are only activated / activated when the first actuators are activated Clamping is solved.
  • a further signal is generated, which leads to a deactivation of the first actuators and a subsequent activation of the clamping device 25 for clamping determination / fixation of the steering column 1. Due to this advantageous embodiment, the driver does not need to manually solve the clamp or this operate a separate switch, so that a high level of operating comfort can be ensured.
  • Embodiment variant can be provided an adjustment mode for the steering column 1, during which the clamping is opened for a defined time window and the steering column 1 makes adjustable in length and inclination. After completion of the setting or expiration of the preset time, the clamping is automatically fixed.
  • the adjustment of the steering column 1 is characterized in that the driver generates a signal, for example by actuation of a switch, whereupon a signal is generated, which initially leads to a release of the clamping and an adjustment of the steering column 1 in the desired manner by means of allows first actuators.
  • the re-clamping of the steering column is, however, readily after the expiry of the preset time by the timer itself and requires no further switch operation.
  • the steering column assembly according to the invention has, in contrast to mechanically adjustable steering columns on the advantage that the clamping in the fixed state of the steering column 1 does not have to absorb all forces, since a part of the forces of the drives (first actuators) can be added.
  • these drives for pitch and length adjustment are preferably designed for self-locking.
  • the first actuators can each have a spindle drive which can be actuated by means of an electric motor.
  • the steering column 1 has very high stiffness values and also smaller drive units can be used as in known steering columns, which are less expensive and allow quieter operation.

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Abstract

Es wird eine Lenksäulenanordnung vorgeschlagen, welche insbesondere eine längenverstellbare und/oder neigungsverstellbare Lenksäule (1) aufweist: mit einem ersten Teil, das mit einem Fahrzeugaufbau verbindbar ist, mit einem zweiten Teil, das mit dem ersten Teil verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Teile mittels eines ersten Aktuators zueinander verstellbar sind, mit einer Klemmeinrichtung (25) zum lösbaren Klemmen dieser Teile in einer gewünschten Position mittels eines zweiten Aktuators, mit einer Ansteuerungseinrichtung zur Aktivierung zumindest des ersten Aktuators, sowie mit einem Verzögerungsglied zur zeitlich voreilenden, selbsttätigen Aktivierung des zweiten Aktuators (27) nach Aktivierung des ersten Aktuators.

Description

DaimlerChrysler AG
Lenksäulenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung, welche insbesondere eine in ihrer Länge und/oder Neigung verstellbare Lenksäule aufweist, gemäß Anspruch 1.
Aus der DE 100 55 114 C2 geht eine Lenksäulenanordnung hervor, die ein erstes Teil, das mit einem Fahrzeugaufbau verbunden ist, und ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden ist, aufweist. Dabei sind das erste und zweite Teil zueinander verschieblich angeordnet. Um die beiden Teile miteinander zu fixieren, ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, welche mittels eines piezoelektrischen Aktuators aktivierbar ist. Dieser Aktuator ist mittels eines Schalters manuell betätigbar. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante erfolgt das Verklemmen der beiden Teile direkt mit Hilfe des piezoelektrischen Aktuators, der dabei die Klemmvorrichtung bildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante treibt der piezoelektrische Aktuator ein geeignetes Stellelement gegebenenfalls mit einer entsprechenden Übersetzung an. Zusätzlich zu der piezoelektrisch aktivierten Verklemmung kann auch eine mechanische Verklemmung vorgesehen sein. Der piezoelektrische Aktuator kann im Zusammenhang mit Lenksäulen, bei denen die Verstellung über mindestens einen elektrischen Motor erfolgt, eingesetzt werden. Das Piezoelement wird hier dazu verwendet, bei einer Längsverstellung der Lenksäule die gegeneinander verschiebbaren Teile spielfrei zu halten und eine Crashkraft einzustellen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu der bekannten Lenksäulenanordnung zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch eine hohe Steifigkeit des Gesamtsystems "Lenksäule" bei gleichzeitiger Spielfreiheit aus. Durch die Trennung der Funktionen "Verstellung" und "Klemmung" der ersten und zweiten Teile der Lenksäule zum Zwecke der Erhöhung der Steifigkeit und der Realisierung der Bewegung dieser Teile zueinander ist die Möglichkeit geschaffen, kleinere und somit kostengünstigere Antriebe/Aktuatoren einzusetzen, deren Betriebsgeräusche gegenüber leistungsstärkeren Aktuatoren leiser sind. Auf Grund der automatischen Betätigung der Klemmeinrichtung durch Aktivierung mittels der Ansteuerungseinrichtung ist ein hoher Komfort für den Bediener gegeben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform kann es sich bei den ersten und zweiten Teilen um teleskopierbare Mantelrohrteile eines zur Lagerung einer Lenkspindel dienenden Mantelrohrs handeln, die zum Zwecke der individuellen Längeneinstellung der Lenksäule in- und auseinanderfahrbar sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten und zweiten Teile von dem Mantelrohr beziehungsweise einem Mantelrohrteil und einem fahrzeugfesten Teil, beispielsweise einem Konsolenschlitten oder der Konsole selbst, gebildet, wobei die nach dem Lösen der Klemmung ermöglichte Relativbewegung zwischen diesen Teilen zu einer Neigungsverstellung der Lenksäule führt. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, die rein beispielhaft genannt sind.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Aktuator, mit dessen Hilfe die ersten und zweiten Teile der Lenksäule zueinander verlagerbar sind, einen auf Selbsthemmung ausgelegter Antrieb, insbesondere Elektromotor zur Höhenverstellung oder Neigungsverstellung der Lenksäule umfasst. Sofern die Lenksäule motorisch in ihrer Länge und in ihrer Neigung verstellbar ist, ist vorzugsweise jeweils ein auf Selbsthemmung ausgelegter Antrieb (erster Aktuator) vorgesehen. Geeignete Antriebe zur automatisierten Neigungsverstellung und Längenverstellung der Lenksäule sind allgemein bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Lenksäulenanordnung, bei dem der zweite Aktuator ein Linearantrieb ist. Dieser kann beispielsweise von einer Motor-Getriebe-Einheit mit Spindelantrieb, einem Elektro- Hubmagnet, einem piezoelektrischen Aktuator oder dergleichen gebildet sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Lenksäulenanordnung ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer neigungs- und längenverstellbaren Lenksäule in schematischer Darstellung;
Fig. 2A ein erstes Ausfϋhrungsbeispiel einer
Klemmeinrichtung für die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung in einer ersten Funktionssteilung;
Fig. 2B die Klemmeinrichtung gemäß Figur 2A in einer zweiten Funktionsstellung;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Klemmeinrichtung;
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Klemmeinrichtung und
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Klemmeinrichtung .
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Lenksäulenanordnung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, die eine in ihrer Neigung und in ihrer Länge verstellbare Lenksäule 1 aufweist. Die Lenksäule 1 umfasst eine teleskopierbare Lenkspindel 3 mit einem lenkradnahen oberen Spindelteil 5 und mit einem in der Darstellung gemäß Figur 1 nicht erkennbaren, lenkradfernen unteren Spindelteil. Die Lenkspindel 3 ist in einem hier zweiteiligen Mantelrohr 7 drehbar gelagert. Das Mantelrohr 7 ist ebenfalls teleskopierbar ausgestaltet und weist ein lenkradnahes oberes Mantelrohrteil 9 und ein lenkradesfernes unteres Mantelrohrteil 11 auf. Am oberen Spindelteil 5 ist eine Lenkhandhabe, hier ein Lenkrad 13, angebracht .
Die Lenksäule 1 ist üblicherweise in einem Kraftfahrzeug eingebaut und an einer fahrzeugfesten Konsole 15 über eine Führung gelagert. Zur Neigungsverstellung der Lenksäule 1 sowie des Lenkrads 13, wie mit einem Doppelpfeil 17 angedeutet, ist das untere Mantelrohrteil 11 um eine Achse 19 schwenkbar an der fahrzeugfesten Konsole 15 gelagert. Gleichzeitig ist das untere Mantelrohrteil 11 im oberen Mantelrohrteil 9 geführt, wobei das obere Mantelrohrteil 9 wiederum axial verstellbar an der Konsole 15 gelagert ist, wie mit einem Doppelpfeil 20 angedeutet.
Die Lagerung des oberen Mantelrohrteils 9 an der fahrzeugfesten Konsole 15 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 über einen Schlitten 21, welcher in einer Komfortstellung lagefixiert an der fahrzeugfesten Konsole 15 angeordnet ist und bei Überschreiten von Missbrauchskräften, beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash, in eine Crashstellung überführt wird, in welcher er entlang einer nicht erkennbaren Schlittenführung parallel zur Längsmittelachse 23 der Lenksäule 1 verstellt werden kann.
Die Lenksäulenanordnung umfasst ein in den Figuren nicht dargestellten Aktuator, mittels dem die Mantelrohrteile 9 und 11 relativ zueinander verschiebbar, also teleskopierbar sind, wodurch die Länge der Lenksäule 1 variierbar ist. Darüber hinaus ist ein weiterer, ebenfalls nicht dargestellter Aktuator vorgesehen, mittels dem das Mantelrohr 7 um die Achse 19 schwenkbar ist, so dass der Fahrzeuginsasse die Neigung der Lenksäule 1 an seine Bedürfnisse anpassen kann. Die Lenksäulenanordnung umfasst weiterhin eine am Schlitten 21 angeordnete Klemmeinrichtung 25, mit deren Hilfe das Mantelrohr 7 (erstes Teil beziehungsweise zweites Teil) gegenüber der Konsole 15 (zweites Teil beziehungsweise erstes Teil) in einer gewünschten Position durch Verklemmen festlegbar ist.
Zur automatisierten Betätigung der Klemmeinrichtung 25 ist ein zweiter Aktuator 27 vorgesehen, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 als Linearantrieb ausgebildet ist, mittels dem ein Stellglied 29 geradlinig bewegbar ist, hier parallel zur Längsmittelachse 23 der Lenksäule 1, wie mit einem Doppelpfeil 31 angedeutet. Der zweite Aktuator 27 kann beispielsweise eine Motor-Getriebe- Einheit mit Spindelantrieb oder einen Elektro-Hubmagnet umfassen. Alternativ kann der Linearantrieb auch von einem piezoelektrischen Aktuator gebildet sein. Die Klemmeinrichtung 25 befindet sich auf der Unterseite beziehungsweise im unteren Bereich des Schlittens 21.
Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktion der Klemmeinrichtung 25 anhand der Figuren 2A und 2B näher erläutert. Diese zeigen einen Ausschnitt der Lenksäule 1 gemäß Figur 1 von unten. Zu erkennen ist ein Teil des oberen Mantelrohrteils 9 des Mantelrohrs 7, den ortsfest am Schlitten 21 angeordneten zweiten Aktuator 27 sowie das Stellglied 29. Weiterhin ist ein Gelenkgetriebe 33 zu erkennen, das zur Führung und Verlagerung von auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Mantelrohrteils 9 angeordneten Klemmteilen 35A und 35B dient. Das Gelenkgetriebe 33 ist mittels des zweiten Aktuators 27 betätigbar, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird. Das Gelenkgetriebe 33 umfasst erste Hebel 37A und 37B, die an einem Ende um eine gemeinsame Achse 39 schwenkbar gelagert sind. An den gegenüberliegenden Enden der ersten Hebel 37A, 37B sind die Klemmteile 35A beziehungsweise 35B an Anbindungsstellen 41A beziehungsweise 41B angebracht. Das Gelenkgetriebe 33 weist ferner zweite Hebel 43A und 43B auf, von denen der Hebel 43A an einem Ende schwenkbar an der Anbindungsstelle 41A mit dem Hebel 37A und der Hebel 43B schwenkbar an der Anbindungsstelle 41B mit dem Hebel 37B gekoppelt sind. Die zweiten Hebel 43A, 43B sind an ihrem jeweils anderen Ende an einer Anbindungsstelle 45 schwenkbar miteinander gekoppelt, an der auch das mittels des zweiten Aktuators 27 linear verfahrbare Stellglied 29 angreift. Auf Grund dieser Ausgestaltung ist ein Kniehebel realisiert.
In Figur 2A sind die Klemmteile 35A, 35B in ihrer Klemmstellung angeordnet, in welcher sie an der Außenseite des Mantelrohrteils 9 mit einer vorgegebenen Kraft angepresst sind, wodurch dieses gegen eine Verlagerung relativ zum unteren Mantelrohrteil 11 und gleichzeitig gegen eine Relativbewegung gegenüber dem Schlitten 21 beziehungsweise der Konsole 15 gesichert ist. Die Anpresskräfte der Klemmteile 35A, 35B an das Mantelrohr 7 werden mittels schematisch angedeuteter Federmittel 47 aufgebracht, die hier rein beispielhaft als am Stellglied 29 angeordnete Schraubenzugfeder ausgebildet ist. Auf Grund der Federmittel 47 steht das Gelenkgetriebe 33 und somit die Klemmteile 35A, 35B permanent unter Vorspannung, wodurch die Lenksäule 1 eine gewünschte hohe Steifigkeit, das heißt also kein Spiel aufweist. Durch Aktivierung des zweiten Aktuators 27 wird das zweite Stellglied 29 entgegen der Kraft der Federmittel 47 ausgefahren, wodurch der Kniehebel gelöst wird und die unter Vorspannung stehenden Klemmteile 35A, 35B gespreizt und in eine in Figur 2B dargestellte Lösestellung verlagert werden, in der eine Längenverstellung und Neigungsverstellung der Lenksäule 1 möglich ist. Die Betätigung des Gelenkgetriebes 33 mittels des zweiten Aktuators 27 hebt also die Vorspannung des Klemmsystems auf und macht das Mantelrohr 7 mit geringem Kraftaufwand verstellbar. Festzuhalten bleibt, dass bei Nichtbetätigung des zweiten Aktuators 27 eine mittels der Federmittel 47 aufgebrachte, definierte Vorspannkraft auf das Klemmsystem wirkt um es spielfrei und biegesteif zu halten.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Klemmeinrichtung 25. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Die Hebel 37A und 37B, an denen die Klemmteile 35A beziehungsweise 35B angebracht sind, weisen einen abgewinkelten Verlauf auf und sind um gegenüber der Konsole 15 ortsfeste Achsen 49A beziehungsweise 49B schwenkbar gelagert. Der zweite Aktuator 27 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der Achse 39 mit dem Hebel 37A gekoppelt, während das Stellglied 29 an der Anbindungsstelle 45 schwenkbar mit dem zweiten Hebel 37B verbunden ist. Zur Versteifung des Doppelhebel- Gelenkgetriebes 33 ist eine an die Achsen 49A, 49B angebundene Strebe 51 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform der Klemmeinrichtung 25 ist das Gelenkgetriebe mittels der Federmittel 47 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, um es spielfrei und biegesteif zu halten.
In der in Figur 3 dargestellten Funktionsstellung der Klemmeinrichtung 25 ist der zweite Aktuator 27 nicht aktiviert, was dazu führt, dass mittels der Federmittel 47 die Hebel 37A, 37B federkraftbeaufschlagt sind, derart, dass die Klemmteile 35A, 35B an die Außenseite des oberen Mantelrohrteils 9 des Mantelrohrs 7 angepresst sind, wodurch die Lenksäule 1 gegen ein Verstellen gesichert ist.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausfuhrungsbeispiel der Klemmeinrichtung 25, das sich von den in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass die Klemmteile 35A und 35B direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung eines Gelenkgetriebes oder eines sonstigen Hebelmechanismus mittels des zweiten Aktuators 27 zwischen ihrer Klemmstellung, wie in Figur 4 dargestellt, und einer Losestellung verlagerbar sind. Hierzu muss der zweite Aktuator 27 entsprechende Kräfte aufbringen können. Geeignet hierfür ist insbesondere ein Piezoaktuator . Auch bei diesem Ausfuhrungsbeispiel sind die Klemmteile 35A und 35B in Richtung ihrer Klemmstellung mittels der Federmittel 47 federkraftbeaufschlagt. Die Klemmeinrichtung 25 weist auf Grund ihrer geringen Anzahl von Teilen einen platzsparenden und kostengünstigen Aufbau auf.
Den anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen
Ausfuhrungsbeispielen der Klemmeinrichtung 25 ist gemeinsam, dass bei nicht aktiviertem zweiten Aktuator 27 die Klemmteile 35A und 35B mittels der Federmittel 47 in Klemmstellung verlagert und mit einer definierten Vorspannkraft gegen das Mantelrohr 7 gepresst sind, wodurch die Lenksäule 1 gegen ein ungewolltes Verstellen spielfrei und biegesteif gesichert/fixiert ist.
Bei dem nachfolgend anhand der Figur 5 beschriebenen vierten Ausfuhrungsbeispiel der Klemmeinrichtung 25' ist eine Umkehr des den anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Klemmeinrichtungen 25 zugrunde liegenden Klemmprinzips realisiert, das heißt, eine Klemmfestlegung des Mantelrohrs 7 mittels der Klemmeinrichtung 25' erfolgt nur bei aktiviertem zweiten Aktuator 27. Hierzu kann der zweite Aktuator 27 ein von mechanisch/manuell verstellbaren Lenksäulen bekanntes Klemmelement 53, beispielsweise mit Reib- oder Formschluss betätigen, das das Mantelrohrteil 9 von gegenüberliegenden Seiten her klemmschlüssig fixiert. Wie in Figur 1 angedeutet, ist die Klemmeinrichtung 25' in etwa in der Mitte des Schlittens 21 angeordnet.
Allen Ausführungsbeispielen der Klemmeinrichtung 25 ist gemeinsam, dass der zweite Aktuator 27 in jedem Fall so mit den zur Längenverstellung und Neigungsverstellung der Lenksäule 1 vorgesehenen ersten Aktuatoren elektrisch so verschalten ist, dass eine Anpassung einer vorhandenen Ansteuerungseinrichtung/Ansteuerungselektronik entfallen kann. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Verzögerungsglied vorgesehen, welches zur voreilenden, selbsttätigen Aktivierung des zweiten Aktuators 27 und somit der Klemmeinrichtung 25 vor Aktivierung des beziehungsweise der ersten Aktuatoren dient. Das Verzögerungsglied ist vorzugsweise in den zweiten Aktuator 27 integriert. Mittels des Verzögerungsglieds wird sichergestellt, dass die Klemmung vor jedem Verstellvorgang der die ersten Aktuatoren bildenden Antriebseinheiten automatisch löst.
Im Folgenden wird ein möglicher Funktionsablauf anhand eines Verstellvorgangs beispielhaft näher beschrieben. Zur Anpassung der Lenksäule 1 an seine Bedürfnisse betätigt der Fahrzeugführer einen Schalter, worauf ein Signal erzeugt wird, das zu einem Lösen der Klemmung führt, indem es den zweiten Aktuator 27 aktiviert (Ausführungsbeispiele gemäß der Figuren 2, 3 und 4) beziehungsweise deaktiviert (Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5) . Mittels des Verzögerungsglieds wird sichergestellt, dass die ersten Aktuatoren erst angesteuert/aktiviert werden, wenn die Klemmung gelöst ist. Nach gewünschter Einstellung der Lenksäule wird ein weiteres Signal erzeugt, das zu einer Deaktivierung der ersten Aktuatoren führt und zu einer nachfolgenden Aktivierung der Klemmeinrichtung 25 zur Klemmfestlegung/Fixierung der Lenksäule 1. Aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung muss der Fahrzeugführer also nicht die Klemmung manuell lösen oder hierfür einen separaten Schalter betätigen, so dass ein hoher Bedienkomfort gewährleistet werden kann.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen
Ausführungsvariante kann ein Verstellmodus für die Lenksäule 1 vorgesehen sein, während dessen die Klemmung für ein definiertes Zeitfenster geöffnet wird und die Lenksäule 1 in Länge und Neigung einstellbar macht. Nach Beendigung der Einstellung beziehungsweise Ablauf der voreingestellten Zeit wird die Klemmung automatisch fixiert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verstellung der Lenksäule 1 dadurch, indem der Fahrzeugführer einen Signal erzeugt, beispielsweise mittels Betätigung eines Schalters, worauf ein Signal erzeugt wird, das zunächst zu einem Lösen der Klemmung führt und eine Verstellung der Lenksäule 1 in gewünschter Weise mittels der ersten Aktuatoren ermöglicht. Die erneute Klemmung der Lenksäule erfolgt jedoch ohne weiteres nach Ablauf der voreingestellten Zeit durch das Zeitglied selbst und bedarf keiner weiteren Schalterbetätigung.
Die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung weist im Gegensatz zu mechanisch verstellbaren Lenksäulen den Vorteil auf, dass die Klemmung im fixierten Zustand der Lenksäule 1 nicht alle Kräfte aufnehmen muss, da ein Teil der Kräfte von den Antrieben (erste Aktuatoren) aufgenommen werden kann. Zu diesem Zweck sind diese zur Neigungs- und Längenverstellung dienenden Antriebe vorzugsweise auf Selbsthemmung ausgelegt. Die ersten Aktuatoren können beispielsweise jeweils einen mittels eines Elektromotors betätigbaren Spindeltrieb aufweisen .
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass auf Grund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lenksäulenanordnung die Lenksäule 1 sehr hohen Steifigkeitswerte aufweist und zudem kleinere Antriebeinheiten als bei bekannten Lenksäulen eingesetzt werden können, die kostengünstiger sind und einen geräuschärmeren Betrieb ermöglichen.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Lenksäulenanordnung, insbesondere für Personenkraftwagen, welche insbesondere eine längenverstellbare und/oder neigungsverstellbare Lenksäule (1) aufweist,
- mit mindestens einem ersten Teil, das mit einem Fahrzeugaufbau verbindbar ist,
- mit mindestens einem zweiten Teil, das mit dem ersten Teil verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Teile mittels eines ersten Aktuators zueinander verstellbar sind,
- mit einer Klemmeinrichtung (25; 25') zum lösbaren Klemmen dieser Teile in einer gewünschten Position mittels eines zweiten Aktuators,
- mit einer Ansteuerungseinrichtung zur Aktivierung zumindest des ersten Aktuators, sowie
- mit einem Verzögerungsglied zur zeitlich voreilenden, selbsttätigen Aktivierung des zweiten Aktuators (27) nach Aktivierung des ersten Aktuators.
2. Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitglied zur automatischen Klemmung der ersten und zweiten Teile nach einer - vorzugsweise einstellbaren - definierten Zeitdauer vorgesehen ist.
3. Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aktuator ein auf Selbsthemmung ausgelegter Antrieb, insbesondere Elektromotor, zur Höhenverstellung oder Neigungsverstellung der Lenksäule (1) ist.
4. Lenksäulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktuator (27) ein Linearantrieb ist.
5. Lenksäulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (25; 25') ein Gelenkgetriebe (33) zur Führung und/oder Verlagerung von mehreren Klemmteilen (35A,35B) zwischen einer Klemmstellung und einer Lösestellung aufweist.
6. Lenksäulenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmteile (35A,35B) in Richtung ihrer Klemmstellung mittels Federmittel (47) federkraftbeaufschlagt sind.
7. Lenksäulenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Federmittel (47) eine definierte Vorspannkraft auf das Gelenkgetriebe (33) und/oder mindestens eines der Klemmteile (35A,35B) zum Zwecke der Spielfreihaltung und/oder Vergrößerung der Biegesteifigkeit der ersten und zweiten Teile, insbesondere bei gleichzeitig nicht aktiviertem zweiten Aktuator (27), wirkt.
8. Lenksäulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels aktiviertem zweiten Aktuator (27) die Klemmkraft zur Klemmfestlegung der ersten und zweiten Teile erzeugt ist.
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