WO2011134592A1 - Lenksäule für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2011134592A1
WO2011134592A1 PCT/EP2011/001726 EP2011001726W WO2011134592A1 WO 2011134592 A1 WO2011134592 A1 WO 2011134592A1 EP 2011001726 W EP2011001726 W EP 2011001726W WO 2011134592 A1 WO2011134592 A1 WO 2011134592A1
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WO
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deformation element
locking device
steering column
temperature
wire
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/001726
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Heitz
Mathias Senn
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/77—Use of a shape-memory material

Definitions

  • the present invention relates to a steering column for a motor vehicle with a fixed to the vehicle fixed fixation on the motor vehicle console unit and with a, held by the console unit steering spindle bearing unit for rotatably supporting a steering shaft and with a locking device which is adjustable between an open position and a closed position, wherein the
  • Steering spindle bearing unit in the open position of the locking device relative to the console unit is adjustable and is fixed in the closed position of the locking device relative to the console unit.
  • Generic adjustable steering columns are known in the prior art.
  • WO 2008/152253 A1, EP 1 897 783 A2 and US Pat. No. 7,631,898 B2 show various embodiments of a locking or clamping device which can be adjusted between the open position and the closed position by means of an electric adjusting motor and gearbox. All known clamping systems in which an adjustment of the locking device by means of control command, e.g. is possible to a motor, has in common that a large number of components and a complex and space-consuming gear for implementing the electromotive movement in a determination or clamping of the steering shaft bearing unit relative to the console unit is required.
  • the object of the invention is to form an adjustable steering column of the type described above, in which the locking device by means of a control command from the open position to the closed position and / or from the closed position to the open position can be transferred and the steering column as a whole as simple as possible Construction has.
  • the locking device has at least one deformation element deforming by thermal loading and at least one temperature change device for changing the temperature of the deformation element, wherein the locking device by changing the temperature of the deformation element by means of the temperature change device of the open position in the closed position and / or from the closed position to the open position can be transferred.
  • a basic idea of the invention is therefore to provide at least one deforming element which deforms by thermal loading or action in the locking device.
  • the locking device according to the invention also has at least one temperature change device in order to obtain this thermal admission.
  • Such a locking device can be controlled by a control command and is simple in construction. The locking device need not, e.g. by moving a clamping lever, manually operated.
  • the temperature change device may be both a heating and a cooling device.
  • Preferred embodiments of the invention even provide that the locking device has as temperature change devices at least one heating device for heating the deformation element and at least one cooling device for cooling the deformation element.
  • a basic idea is that the locking device changes the temperature and thus also the shape of the deformation element by means of the temperature changing device, in order thereby to be transferred from the open position to the closed position and / or from the closed position to the open position. It is preferably provided that the deforming element deforming by thermal beaconing and the components of the steering column, which cause the fixing of the steering spindle bearing unit in relation to the console unit in the closed position of the locking device, are different parts of the steering column.
  • these parts effecting the fixation, the fixation via a frictionally engaged connection in the cause closed state of the locking device.
  • the deformation element is at least partially formed by a wire or strip or a band.
  • deformation elements can be provided which have a larger volume either at a higher temperature or at least in one direction than at a lower temperature. Alternatively, however, deformation elements may also be provided which have a smaller volume at a higher temperature or at least in one direction a smaller extent than at a lower temperature. In the case of the formation of the deformation element as wire, strip or tape, the invention is feasible with deformation elements which have a greater length either at a higher temperature than at a lower temperature or which have a shorter length at a higher temperature than at a lower temperature.
  • the steering column preferably the locking device
  • the locking device is brought by the thermal deformation of the deformation element from the closed position to the open position and the return element of the open position back into the closed position.
  • the reverse procedure is also possible, in which the thermally induced te deformation of the deformation element is provided for transferring the locking device from the open position to the closed position and the return element for this purpose performs the countermovement.
  • the return element is integrated in preferred embodiments directly into the locking device.
  • thermal deformation of the deformation element deforming under thermal loading can be caused both by heating and by cooling.
  • the thermal properties during deformation and the temperature differences used are always to be coordinated so that the desired switching operation in the locking device is achieved by transferring them from the open position to the closed position or from the closed position to the open position.
  • the deformation element deforming under thermal loading comprises or consists of a shape-memory alloy.
  • Shape memory alloys are known per se in the art. These are usually metal alloys.
  • nickel-titanium-niobium alloys or nickel-titanium alloys are suitable for use according to the invention.
  • shape memory alloys when a certain limit temperature is exceeded or fallen short of in the crystal lattice of the shape memory alloy, a phase transition from austenite to martensite occurs, which leads to a deformation.
  • both a heater and a cooling device In order to be able to carry out the switching process, ie the transfer of the locking device from the open position to the closed position or vice versa, as quickly as possible, preferred embodiments, as already mentioned, as temperature change devices, both a heater and a cooling device.
  • the cooling device may be both an active cooling device such as a fan or fan, but also a passive cooling device such as a cooling fin.
  • a sufficiently large space around the thermally deformable element can be considered, which prevents heat accumulation in the vicinity of the deformation element and thus allows rapid dissipation of heat during cooling of the deformation element.
  • a current is passed through the deformation element, which is heated by the current flow itself and thus assumes a temperature in a higher temperature range.
  • the deformation element cools again to the ambient temperature and thus to a temperature in a lower temperature range.
  • a DC power source As an alternative to the power source, it is also conceivable to use an induction source in order to heat the thermally deformable element by means of current flow.
  • an induction source in order to heat the thermally deformable element by means of current flow.
  • other, in particular electrical, heating devices can be used, which are known per se in the prior art.
  • an electrically operated cooling device in addition to an electrically operated heating device, as mentioned above, for example, an electrically operated cooling device or even both can be used in the locking device.
  • the locking device it is expedient for the locking device to be in the closed position in the de-energized or switched-off state of the temperature change device (s).
  • This has the advantage that only power is needed when the open position of the locking device to be set. This saves on the one hand power, on the other hand, it also increases the reliability of the steering column, as it can not come by unexpected power failure to an unwanted transferring the locking device in the open position.
  • the temperature change device can be switched on and off.
  • An exception to this is only the passive cooling devices, which do not have to be switched on or off.
  • corresponding plug or plug connections can be provided.
  • room temperatures in the range between -40 ° C. and + 80 ° C. occur in particular in its interior. So that there are no incorrect operations, it is advantageously provided against this background that the temperature of the deformation element at which the deformation element transfers the locking device from the open position into the closed position and / or from the closed position into the open position , at least 130 ° C, preferably at least 170 ° C, is.
  • the higher temperature range is preferably reached only at at least 130 ° C., more preferably only at at least 170 ° C.
  • the lower temperature range is conveniently achieved at temperatures less than + 80 ° C. If the room temperature range is different than the above, the temperature levels should be adjusted accordingly. With electrically operated heaters electrical power of about 25 watts can be required.
  • Particularly preferred embodiments of the invention provide that the deformation element or the deformation elements are at least partially formed as a wire or tape. As a result, relatively thin deformation elements are created, which cool quickly in the sense of a high switching speed. In this sense, it is advantageous if the thickness of the wire or the strip or strip is at most 1 mm, preferably at most 3 mm.
  • Wires with diameters of less than 1 mm and more than 0.1 mm have proven to be particularly advantageous in experiments.
  • the thickness of the wire or strip is considered to be the smallest diameter in each case.
  • Preferred embodiments provide that the wire or strip or strip thermally changes its length by at least 3%, preferably by at least 4%, when changing between the two temperature ranges by the temperature changing device.
  • a plurality of wires, strips or strips are arranged in parallel to provide high deformation forces in a compact design, with which the corresponding switching operation can be performed.
  • the wire or the band or the strip preferably several times, is deflected.
  • Deflection is preferably via deflection, which are particularly preferably rounded or formed by rolling. If necessary, also low-friction surfaces can be used. Such an embodiment has the advantage that high switching paths can be represented.
  • the locking device has at least one clamping device which comprises the deformation element (s).
  • This tensioning device may have a drum-like structure. It can be provided, for example, that, preferably wire or strip or band-like formed deformation elements or at least such a deformation element between two plates are stretched or is.
  • the preferably elastic return element act and / or arranged.
  • springs for example, springs, in particular screw, leaf springs or disc springs, usable.
  • the wire in the drum can only run or be tensioned between the two plates in each case simply. However, each wire must then be contacted and switched individually. This can be done for example via the two plates for all wires together. The same applies to band or strip-shaped deformation elements.
  • An independent aspect of the invention relates to a clamping device, in particular for a locking device of a steering column of the type described, which is characterized in that the clamping device at least two plates and at least one, at least partially designed as a wire or tape and deformed by thermal deformation deformation element , preferably made of or with a shape memory alloy, and at least one, preferably elastic, restoring element, wherein the plates by means of the deformation element, preferably spaced from each other, are interconnected and the restoring element at least partially, preferably at least in one direction, by thermal loading counteracts the deformation element caused force on the plates.
  • the clamping device at least two plates and at least one, at least partially designed as a wire or tape and deformed by thermal deformation deformation element , preferably made of or with a shape memory alloy, and at least one, preferably elastic, restoring element, wherein the plates by means of the deformation element, preferably spaced from each other, are interconnected and the restoring element at least partially, preferably at least in one
  • the restoring element does not necessarily have to act permanently or in all directions to counteract the force on the plates caused by thermal loading of the deformation element. In the case of preferred variants, it is sufficient if, in the sense of a provision, it is only partially so, e.g. only in one direction counteracts this force on the plates.
  • a single deformation element designed as a wire or a band, may be arranged, preferably deflected several times. But between the plates and several wire or belt-like deformation elements, if necessary, several times deflected, be arranged.
  • the reset item Advantageously, a counteracts a deformation of the deformation element caused by thermal loading.
  • the return member provides for biasing the plates which pushes the plates apart and biases the deformation element (s) between the plates.
  • the deformation element advantageously has at least one or two contact points via which it can be contacted with a current source. By heating and / or cooling, ie by thermal application, the shape and in particular the length of the deformation element can be changed.
  • the restoring element can be, for example, screw springs or disc springs or other elastic bodies. It is particularly preferably provided that the deformation element or the deformation elements consist of at least one shape memory alloy or at least have such a shape.
  • the tensioning device are formed like a drum, so that the tensioning device can also be referred to as a tensioning drum.
  • the plates guide elements can be provided.
  • Preferred embodiments provide for this purpose that at least one bolt passes through the plates and the plates are displaced by deformation of the deformation element or elements in the longitudinal direction of the bolt or change their distance.
  • the return element advantageously counteracts the thermally induced deformation of the deformation element or a corresponding movement of the plates in at least one direction.
  • the deformation element can be provided that this can be contacted directly via said contact points with a power source, so that a current flow causes the same by the deformation element a heating.
  • rollers and / or, preferably rounded, deflection points can be provided in or on the plates.
  • the clamping device can have all the features described in connection with the steering column according to the invention and in particular in the exemplary embodiments, individually or in combination.
  • a clamping device in particular for a steering column of the type mentioned, provided, which comprises a fastening bolt, a spring element and two spaced plates, wherein the plates are penetrated by the fastening bolt and the restoring element or spring element in the longitudinal direction of the fastening bolt under bias to a Are spaced apart, wherein the clamping piece has one or more wires which are attached to the two plates, so as to limit the distance of the plates to each other against the bias, wherein the wire or the wires of a shape memory alloy and electrically with a switchable Power source is contactable or are.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention with frictional locking
  • FIG. 2 representation of the first embodiment of the invention in cross-section in the open position
  • FIG. 3 representation of the first embodiment of the invention in cross-section in the closed position
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention with positive locking to illustrate the closed position.
  • FIG. 5 shows a representation of the second embodiment of the invention in cross section in the open position
  • FIG. 6 representation of the second embodiment of the invention in cross-section in the closed position
  • Fig. 7 shows the second embodiment in an exploded view
  • FIG. 10 shows a cross section through a third embodiment of the invention in the closed position.
  • 1 1 shows a cross section through a third embodiment of the invention in the open position.
  • Fig. 12 shows a variant of the first embodiment of the invention
  • Fig. 13 shows a further variant of the first embodiment of the invention
  • Fig. 14 shows a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 16 is an illustration of a fifth embodiment of the invention in FIG.
  • Fig. 17 is a clamping device for the locking device.
  • FIGS. 1 to 3. 1 shows a perspective view of the steering column 1.
  • 2 and 3 show a vertical section in the region of the locking device 5. It is in the basic structure of the steering column 1 to one of many in the prior art known per se, such as such an adjustable steering column can be formed.
  • the steering shaft 4, on which the steering wheel is mounted rotatably supported in the steering shaft bearing unit 3.
  • the steering shaft bearing unit 3 is adjustable together with the steering shaft 4 relative to the console unit 2.
  • an adjustment parallel to the longitudinal direction 20 of the steering spindle 4, ie a length adjustment, as well as an adjustment in a direction 21 orthogonal to the longitudinal direction of the steering spindle 4, ie a height adjustment are provided.
  • the steering shaft bearing unit 3 of the example shown is mounted between side cheeks 15 of the console unit 2.
  • the locking device 5 holds the steering spindle bearing unit 3 in its position relative to the vehicle-fixed console unit 2 fixed.
  • the fixing takes place via the frictional connection between the sowan- gene 15 of the console unit 2 and side surfaces 26 of a pivot lever 27 and between side surfaces 28 of the pivot lever 27 and side surfaces 29 of the steering shaft bearing unit 3.
  • the fixation is achieved by means of the locking device 5, the side surface 30 is pressed in the closed position against the side surface 32 of the side cheek 15.
  • the desired adjustment of the steering shaft bearing unit 3 relative to the vehicle-fixed console unit 2 can be made. Subsequently, by transferring the locking device 5 into the closed position, the position of the steering shaft bearing unit 3 relative to the console unit 2 is fixed again.
  • the closed position should be adjusted at least when the vehicle is being moved.
  • the console unit 2 can by appropriate tabs (not shown here), as they are known in the art, mounted on the motor vehicle and thus fixed.
  • the basic structure has in the first embodiment, a clamping bolt 16, which is passed through the side walls 15. At the ends of the clamping bolt 16, the stop 18 and the abutment 19 are fastened by means of screws 22. On the left side is located between the stop 18 and the side wall 15 of the console unit 2, the inventively designed locking device 5. This will be explained in detail below with reference to the second embodiment of the invention. It should be noted in advance, however, that in this first embodiment, the pressure surface 30 and consequently the abutment 19 are pressed in the closed position against the side cheeks 15 of the console unit 2 that the steering shaft bearing unit 3 frictionally clamping between the side walls 15 and thus is fixed to the console unit 2 in its position.
  • the second exemplary embodiment which is shown in FIGS.
  • FIG. 4 to 7 shows a very similar steering column, in which, as an essential difference from the first exemplary embodiment, the fixing is formed via a positive connection. Similar or equivalent elements are, as in the other figures designated by the same reference numerals.
  • the positive connection is formed between the teeth on the tooth part 31 and the teeth 35 on the steering shaft bearing unit 3 on the one hand and between the teeth 33 on the tooth part 31 and teeth 34 on the console part 2 on the other.
  • the fixation is brought about by the detection Device 5, the side surface 30, the tooth part 31 in the closed position in the direction of the toothing 33 on the steering shaft bearing unit 3 and the toothing 34 on the console unit 2 shifts towards and strained. To drive the locking device 5, this has in the first two embodiments as well as in the variants according to FIGS.
  • the tensioning device 40 is again shown separately in FIG. 18 together with the power supply serving in these examples of heating. It has in the examples mentioned two oppositely arranged plates 17.
  • the longitudinal axis 39 shows the direction of the longitudinal extension of the clamping bolt 16 of the tensioning device 40. Between these plates 17 extends in the two embodiments wire-like, multiply deflected, deformation element 6.
  • the deformation element 6 consists of a shape memory alloy, which is shortened or contracted by heating.
  • an elastic return element 10 which is designed here as a helical spring.
  • the two plates 17 are moved towards each other in the example shown by means of the deformation element 6 when the deformation element 6 is heated accordingly.
  • the distance between the plates 17 to each other is thus shortened.
  • the return element 10 counteracts this shortening and presses the plates 17 apart again parallel to the longitudinal direction of the clamping bolt 16, when the wire of the deformation element 6 is again cooled or was accordingly, bringing the open position is reached again.
  • a plurality of wire-like deformation elements 6 can be arranged in parallel between the two plates. These wire-like deformation elements 6 are each attached to one plate 17 at one end and to the other plate 17 at the other end. In this way it is possible to represent higher force levels of the clamping device. The same effect is also possible by a multiple deflection of the wire-like deformation element 6, but wherein the wire is fixed in the deflection points so that it is not displaceable relative to the plates 17 is arranged. As will be explained below with reference to FIGS. 8 and 9. Fig. 2 and Fig.
  • the locking device 5 show the open position of the locking device 5, in which the steering shaft bearing unit 3 relative to the console unit 2 in the direction 20 and / or 21 is adjustable.
  • the switch 23 of the temperature changing device 7 designed as a heating device is closed so that, starting from the current source 11, current can flow through the wire of the deformation element 6.
  • the shape memory alloy heats up
  • FIGS. 2 and 5 show the de-energized state of the locking device 5, in which it is in the closed position in which the steering shaft bearing unit 3 is fixed in position relative to the console unit 2.
  • the switch 23 is opened, so that no current flows through the deformation element 6 and this is not heated.
  • the temperature of the deformation element 6 is in the situation shown in FIG.
  • the side cheeks and the corresponding surface pairs 30, 32, 26, 27, 28, 29 and the side cheeks 15 are pressed toward one another by means of clamping bolts 16, whereby the steering spindle bearing unit 3 is clamped in its position.
  • the corresponding gears are brought into engagement.
  • the gears are completely disengaged in the second example.
  • Correspondingly large must be the way by which the two plates 17 move toward each other to adjust the open position.
  • an active cooling device may be provided as the second temperature changing device 7, an active cooling device.
  • this is shown in a housing 14 of the locking device 5 as an active cooling device 12 in the form of a fan or fan.
  • an active cooling device 12 is also advantageously electrically operated, although this is not explicitly shown here.
  • a rapid cooling of the deformation element 6 below the limit temperature or into the lower temperature range is achieved by operation of the active cooling device.
  • a kind of passive cooling device 13 is provided, which is realized in the form of a sufficiently large distance between adjacent wires of the deformation element 6. These distances should be favorably at least in the aforementioned range.
  • additional cooling surfaces such as cooling fins or the like could be arranged on the deformation element 6.
  • the locking devices 5 can each, as described in the first or second embodiment, be executed.
  • this two-sided drum solution according to FIG. 12 has the advantage that, when two corresponding locking devices 5 are used, twice the stroke, that is, twice the deformation of the side cheeks 15, can also be achieved.
  • the energization of the wire can be done in several ways. According to the representation in the rougesbei- play according to the figures 4, 5, 6 and 7, the energization of the wire by contacting the two ends of the wire takes place with the switchable power source 1 1. In this case, it is necessary, the deflection 8 or the deflection rollers 9 interpreted isolated against current flow. Alternatively, in all embodiments, the current can also be effected via the discs 17 and / or the deflection points 8 and / or the deflection rollers 9, as illustrated in FIGS. 2, 3 and 12 as an example.
  • the discs 17 and / or the deflection points and / or the guide rollers 9 are contacted with the switchable current source 1 1 for this embodiment.
  • the discs 17 may also be rectangular, square or polygonal.
  • the wire of the deformation element 6 may be guided back and forth between the two disks 17 in various patterns. Further, it is conceivable and possible to arrange two or more clamping bolts 16 parallel to one another and to arrange one or two locking devices 5 or clamping devices 40 according to the invention on each. It is preferably provided that the wire of the deformation element 6 is preferably deflected several times.
  • Fig. 8 shows a section in the region of one of the plates 17 with a rounded deflection point 8, over which the wire of the deformation element 6 is guided.
  • 9 shows, in a similar detail sectional view, the deflection of the wire of the deformation element 6 via a rotatably mounted roller 9.
  • the deformation element 6 is preferably a single, multiply deflected wire.
  • deformation elements 6 in the form of bands or strips or the like.
  • FIGS. 10 and 11 show another embodiment according to the invention. Shown in each case are vertical sections through a console unit 2, steering spindle bearing unit 3 and locking device 5.
  • the steering shaft bearing unit 3 is adjustable relative to the console unit 2 only in the longitudinal direction of the steering spindle 4.
  • the fixation of the steering shaft bearing unit 3 on the console unit 2 is not achieved by squeezing the side cheeks 15 but by a stamp-like locking device 5, which acts with its clamping device 40 from above on the steering shaft bearing unit 3.
  • 10 shows the closed position in which the locking device 5 prevents an adjustment of the steering shaft bearing unit 3 relative to the console unit 2.
  • Fig. 8 shows the open position in which such an adjustment is possible.
  • An optional housing 14 of the locking device 5 is not shown in the selected representation, but may be present analogous to the first or second embodiment. This also applies to the active but also passive cooling devices 12 and 13, which are not explicitly shown.
  • Essential components of the locking device 5 or clamping device 40 of this exemplary embodiment are similar in their basic structure to the first and second exemplary embodiments.
  • two plates 17 are present, between which run one or more wire-shaped deformation elements 6.
  • an elastic coil spring is formed, which presses apart the two plates 17 against the tension of the deformation element 6.
  • the length of the wire-shaped deformation element 6 is greater, so that the distance between the two plates 17 is greater than is the case in the energized state according to FIG.
  • the plates 17 are pushed apart from the restoring element 10 so that they cause frictional or positive connection between the console unit 2 and Lenkspindella- geriens 3, so that the system is in the closed position in which the steering shaft bearing unit 3 in position relative to Console unit 2 is fixed.
  • the lower plate 17 is lifted from the steering shaft bearing unit 3, so that it is in the open position shown in FIG. 1 1 and can be adjusted relative to the console unit 2.
  • Active or passive cooling devices 12 or 13 may in turn be used for cooling the deformation element or elements 6, even if only a passive cooling device in the form of a correspondingly large distance between the wires of the thermally deformable element 6 is shown here.
  • Fig. 13 shows a further variant with two clamping bolts 16. On these a clamping device 40 of the locking device 5 is arranged, the limiting plates 17 are penetrated by two clamping bolts 16, and wherein on each clamping bolt 16, a restoring element 10, preferably arranged as a spiral spring , In the embodiment, as shown in Fig. 13, it is also conceivable and possible that only one clamping bolt 16 passes through both side cheeks 15. Other versions with more than two clamping bolts 16 or support bolts for elastic return elements are conceivable and possible.
  • the temperature variation device (not shown in FIG. 13) may be formed as in the other embodiments.
  • the energization of the wire can alternatively also take place via the discs 17 and the deflection points 8 or the deflection rollers 9.
  • Fig. 14 again shows another embodiment.
  • the deformation element 6 has several parallel stretched and repeatedly deflected wires. These are pulled out at their ends from the drum-like clamping device 40 of the locking device 5 and guided along the console unit 2 to extend the length of the wire without having to increase the diameter of the drum or the distance between the two plates 17.
  • the wire of the deformation element 6 is fixed at contact points 36 and connected to the power source 1 and the switch 23. It is also conceivable and possible to arrange several wires according to and work in parallel.
  • the power supply for heating the wires is analogously formed as in the first embodiment.
  • FIGS. 15 and 16 illustrate an alternative embodiment according to the invention in which the wire of the deformation element 6 is longer in the higher temperature range than in the lower temperature range.
  • the wire is deflected in the simplest case on one of the side cheeks 15. By shortening the wire in the lower temperature range, the distance between the two side cheeks 15 is reduced in the closed position shown in Fig.
  • the wire of the deformation element 6 is transferred to the higher temperature range (see FIG. 16), then the wire has a greater length, so that the side cheeks 15 spread apart in the direction of each other due to their elastic restoring forces can, with which the locking device 5 changes to the open position.
  • the switch 23 is closed, so that the current flow through the formed as a wire deformation element 6 causes the heating for the achievement of the higher temperature range.
  • the side walls 15 spread apart and brace against the heads 37 and 38 of the guide pin 24.
  • the plate spring 25 is compressed. A guided adjustment of the steering spindle bearing unit 3 relative to the console unit 2 is thus made possible in the open position according to FIG. 16.
  • the guide pin 24 passes through corresponding slots in the side walls and the pivot lever 27, whereby the adjustment is limited.
  • the variant according to FIG. 17 shows, by way of example, that it is not absolutely necessary to provide a restoring element 10 as an additional component. It is possible, as in this variant, to shown by way of elastic restoring forces of the side cheeks 15, also, preferably elastic, restoring forces in the console unit 2 and / or the steering shaft bearing unit 3 can be used as a restoring element 10. Also for this embodiment according to FIGS. 15 and 16, the energization of the wire can alternatively also take place via the side cheeks 15 or the deflection points 8 or deflection rollers 9, which are not illustrated individually here.
  • FIGS. 15 and 16 are applicable to the console unit 2 both in force-locking and in positive-locking fixation, or a combination of both, the steering spindle bearing unit 3. Also in these embodiments, the already described techniques of deflection (suitable shaping, rollers, low-friction surfaces) are conceivable and possible.

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Abstract

Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer zur fahrzeugfesten Fixierung am Kraftfahrzeug vorgesehenen Konsoleneinheit (2) und mit einer, von der Konsoleneinheit (2) gehaltenen Lenkspindellagereinheit (3) zur drehbaren Lagerung einer Lenkspindel (4) und mit einer Feststelleinrichtung (5), die zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar ist, wobei die Lenkspindellagereinheit (3) in der geöffneten Stellung der Feststelleinrichtung (5) gegenüber der Konsoleneinheit (2) verstellbar ist und in der geschlossenen Stellung der Feststelleinrichtung (5) gegenüber der Konsoleneinheit (2) fixiert angeordnet ist, wobei die Feststelleinrichtung (5) zumindest ein sich durch thermische Beaufschlagung verformendes Verformungs-Element (6) und zumindest eine Temperaturveränderungsvorrichtung (7) zur Änderung der Temperatur des Verformungs-Elementes (6) aufweist, wobei die Feststelleinrichtung (5) durch Änderung der Temperatur des Verformungs- Elementes (6) mittels der Temperaturveränderungsvorrichtung (7) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführbar ist.

Description

Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer zur fahrzeugfesten Fixierung am Kraftfahrzeug vorgesehenen Konsoleneinheit und mit einer, von der Konsoleneinheit gehaltenen Lenkspindellagereinheit zur drehbaren Lagerung einer Lenkspindel und mit einer Feststelleinrichtung, die zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar ist, wobei die
Lenkspindellagereinheit in der geöffneten Stellung der Feststelleinrichtung gegenüber der Konsoleneinheit verstellbar ist und in der geschlossenen Stellung der Feststelleinrichtung gegenüber der Konsoleneinheit fixiert angeordnet ist. Gattungsgemäße verstellbare Lenksäulen sind beim Stand der Technik bekannt. Die WO 2008/152253 A1 , die EP 1 897 783 A2 und die US 7,631 ,898 B2 zeigen verschiedene Ausgestaltungsformen einer Feststell- bzw. Klemmeinrichtung, welche mittels elektrischem Verstellmotor und Getriebe zwischen geöffneter Stellung und geschlossener Stellung verstellt werden können. Allen bekannten Klemmsystemen, bei denen eine Verstellung der Feststelleinrichtung mittels Steuerbefehl z.B. an einen Motor möglich ist, ist gemeinsam, dass eine Vielzahl von Bauteilen und ein komplexes und viel Bauraum beanspruchendes Getriebe zur Umsetzung der elektromotorischen Bewegung in eine Feststellung bzw. Klemmung der Lenkspindellagereinheit gegenüber der Konsoleneinheit erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verstellbare Lenksäule der eingangs beschriebenen Art auszubilden, bei der die Feststelleinrichtung mittels eines Steuerbefehls von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführbar ist und die Lenksäule insgesamt einen möglichst einfachen Aufbau hat.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem die Feststelleinrichtung zumindest ein sich durch thermische Beaufschlagung verformendes Verformungs-Element und zumindest eine Temperaturveränderungsvorrichtung zur Änderung der Temperatur des Verformungs-Elementes aufweist, wobei die Feststelleinrichtung durch An- derung der Temperatur des Verformungs-Elementes mittels der Temperaturveränderungsvorrichtung von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführbar ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung ist es somit, zumindest ein sich durch thermische Beaufschlagung bzw. Einwirkung verformendes Verformungs-Element bei der Feststelleinrichtung vorzusehen. Zusätzlich besitzt die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung auch zumindest eine Temperaturveränderungsvorrichtung, um diese thermische Beaufschlagung zu erwirken. Eine solche Feststelleinrichtung kann über einen Steuerbefehl angesteuert werden und ist einfach in ihrem Aufbau. Die Feststell- einrichtung muss nicht, z.B. durch Umlegen eines Klemmhebels, manuell betätigt werden.
Bei der Temperaturveränderungsvorrichtung kann es sich sowohl um ein Heiz- als auch eine Kühlvorrichtung handeln. Bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfin- dung sehen sogar vor, dass die Feststelleinrichtung als Temperaturveränderungsvorrichtungen zumindest eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des Verformungs- Elementes und zumindest eine Kühleinrichtung zum Abkühlen des Verformungs- Elementes aufweist. Ein Grundgedanke dabei ist es, dass die Feststelleinrichtung mittels der Temperaturveränderungsvorrichtung die Temperatur und damit auch die Form des Verformungs-Elementes ändert, um dadurch von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführt zu werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das sich durch thermische Beauschlagung verformende Verformungs-Element und die Bauteile der Lenksäule, die die Fixierung der Lenkspindellagereinheit in Bezug zur Konsolenein- heit in der geschlossenen Stellung der Feststelleinrichtung bewirken, voneinander verschiedene Teile der Lenksäule sind. Weiter zu bevorzugen ist, dass diese die Fixierung bewirkenden Teile, die Fixierung über eine reibschlüssige Verbindung im ge- schlossenen Zustand der Feststelleinrichtung bewirken. Durch die Separierung des Verformungselementes von den die Fixierung bewirkenden Bauteilen kann ein Verschleiß des Verformungselementes vermieden werden. Weiterhin muss das Verformungselement selbst keine für eine Fixierung geeignete Oberfläche aufweisen. Auch die Ausbildung des Verformungselementes muss nicht an den Zweck der Fixierung angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verformungs-Element zumindest teilweise bzw. bereichsweise durch einen Draht oder Streifen oder ein Band gebil- det.
Im Rahmen der Erfindung können Verformungs-Elemente vorgesehen sein, die entweder bei einer höheren Temperatur ein größeres Volumen oder zumindest in einer Richtung eine größere Erstreckung aufweisen als bei einer niedrigeren Temperatur. Es können alternativ aber auch Verformungs-Elemente vorgesehen sein, die bei einer höheren Temperatur ein kleineres Volumen oder zumindest in einer Richtung eine kleinere Erstreckung aufweisen als bei einer niedrigeren Temperatur. Im Falle der Ausbildung des Verformungs-Elements als Draht, Streifen oder Band ist die Erfindung umsetzbar mit Verformungs-Elementen, die entweder bei einer höheren Temperatur eine größere Länge aufweisen als bei einer niedrigeren Temperatur o- der die bei einer höheren Temperatur ein geringere Länge aufweisen als bei einer niedrigeren Temperatur.
Bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Lenksäule, vor- zugsweise die Feststelleinrichtung, zumindest ein, vorzugsweise elastisches, Rückstellelement aufweist, welches einer durch thermische Beaufschlagung hervorgerufenen Verformung des Verformungs-Elementes entgegen wirkt. Bei solchen Ausgestaltungsformen der Erfindung ist dann günstigerweise vorgesehen, dass durch thermische Verformung des Verformungs-Elementes die Feststelleinrichtung von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung und von dem Rückstellelement von der geöffneten Stellung wieder in die geschlossene Stellung gebracht wird. Natürlich ist auch die umgekehrte Vorgehensweise möglich, bei der die thermisch beding- te Verformung des Verformungs-Elementes zu einem Überführen der Feststelleinrichtung von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung vorgesehen ist und das Rückstellelement hierzu die Gegenbewegung durchführt. Das Rückstellelement ist bei bevorzugten Ausgestaltungsformen direkt in die Feststelleinrichtung integriert. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in anderen Teilen der Lenksäule bereits vorhandene, vorzugsweise elastische, Rückstellkräfte, welche nicht direkt der Feststelleinrichtungen an sich zuzuordnen sind, als Rückstellelement genutzt werden. Die thermische Verformung des sich unter thermischer Beaufschlagung verformenden Verformungs-Elementes kann sowohl durch Heizen als auch durch Kühlen hervorgerufen werden. Weiters ist darauf hinzuweisen, dass es Ausführungsbeispiele der Erfindung gibt, bei denen durch die thermische Umformung ein Zusammenziehen bzw. Verkürzen des thermisch verformbaren Elementes hervorgerufen wird. Ge- nau so gut ist es möglich, mittels der Temperaturveränderungsvorrichtung ein Ausdehnen bzw. Verlängern des Verformungs-Elementes herbeizuführen. Die thermischen Eigenschaften bei der Verformung und die eingesetzten Temperaturdifferenzen sind jedenfalls günstigerweise immer so aufeinander abzustimmen, dass der gewünschte Schaltvorgang in der Feststelleinrichtung erreicht wird, indem diese von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführt wird.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass das sich unter thermischer Beaufschlagung verformende Verformungs-Element eine Form- gedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht. Formgedächtnislegierungen sind im Stand der Technik an sich bekannt. Es handelt sich in der Regel um Metalllegierungen. Für den erfindungsgemäßen Einsatz bieten sich z.B. Nickel-Titan-Niob- Legierungen oder Nickel-Titan-Legierungen an. Bei Formgedächtnislegierungen tritt beim Überschreiten bzw. Unterschreiten einer gewissen Grenztemperatur im Kris- tallgitter der Formgedächtnislegierung ein Phasenübergang von Austenit zu Mar- tensit ein, welcher zu einer Umformung führt. Dieser Vorgang ist reversibel, sodass beim gegenläufigen Über- bzw. Unterschreiten der Grenztemperatur oder evtl. auch einer anderen Grenztemperatur die Formgedächtnislegierung und damit das thermisch verformbare Element, gegebenenfalls mittels Hilfestellung des Rückstellelementes, wieder in seine ursprüngliche Form zurückfindet. Um den Schaltvorgang, also das Überführen der Feststelleinrichtung von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung oder umgekehrt, möglichst schnell durchführen zu können, sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen, wie bereits erwähnt, als Temperaturveränderungsvorrichtungen sowohl eine Heizeinrichtung als auch eine Kühleinrichtung vor. Es kann sich bei der Kühleinrichtung sowohl um eine aktive Kühleinrichtung wie z.B. ein Gebläse bzw. Lüfter, aber auch um eine passive Kühleinrichtung wie z.B. eine Kühlrippe handeln. Als passive Kühleinrichtung kann auch ein ausreichend großer Freiraum um das thermisch verformbare Element herum angesehen werden, welcher einen Hitzestau im Umfeld des Verformungs- Elementes verhindert und damit eine rasche Abführung der Wärme beim Abkühlen des Verformungs-Elementes erlaubt. In diesem Sinne ist es günstig, wenn im Falle des Einsatzes eines Drahtes, Bandes oder Streifens als Verformungs-Element als Mindestabstand zwischen dem Verformungs-Element und einem benachbarten Bauteil zumindest das 2fache, vorzugsweise zumindest das 5fache, des Durchmessers bzw. der Dicke des Verformungs-Elementes vorgesehen ist.
Besonders zu bevorzugen ist eine rein elektrische Ansteuerung der Temperaturveränderungsvorrichtung bzw. Feststelleinrichtung. Dabei wird im einfachsten Fall ein Strom durch das Verformungs-Element geleitet, das sich durch den Stromfluss selbst erwärmt und somit eine Temperatur in einem höheren Temperaturbereich einnimmt. Bei Abschalten des Stromflusses kühlt sich das Verformungs-Element wieder auf die Umgebungstemperatur und damit auf eine Temperatur in einem niedrigeren Temperaturbereich ab. Zum Aufbau des Stromflusses kann sowohl eine Gleichstromquelle als auch eine Wechselstromquelle eingesetzt sein. Alternativ zur Stromquelle ist es auch denkbar eine Induktionsquelle zu verwenden, um das thermisch verform- bare Element mittels Stromfluss aufzuheizen. Natürlich können alternativ hierzu auch andere, insbesondere elektrische, Heizeinrichtungen verwendet werden, welche beim Stand der Technik an sich bekannt sind. Neben einer elektrisch betriebenen Heizeinrichtung, wie sie beispielsweise oben genannt ist, kann auch eine elektrisch betriebene Kühleinrichtung oder auch beides in der Feststelleinrichtung eingesetzt sein. Günstig ist es dabei, wenn sich die Fest- Stelleinrichtung im stromlosen bzw. ausgeschalteten Zustand der Temperaturverän- derungsvorrichtung(en) in der geschlossenen Stellung befindet. Dies hat den Vorteil, dass nur dann Strom gebraucht wird, wenn die geöffnete Stellung der Feststelleinrichtung eingestellt werden soll. Dies spart zum einen Strom, zum anderen erhöht es aber auch die Betriebssicherheit der Lenksäule, da es nicht durch unerwarteten Stromausfall zu einem ungewollten Uberführen der Feststelleinrichtung in die geöffnete Stellung kommen kann.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass es im Allgemeinen günstig ist, wenn die, vorzugsweise jede, Temperaturveränderungsvorrichtung ein- und aus- schaltbar ist. Eine Ausnahme hiervon bilden lediglich die passiven Kühleinrichtungen, welche nicht ein- oder ausgeschaltet werden müssen. Zum Anschluß bzw. elektrischen Kontaktieren können entsprechende Stecker bzw. Steckverbindungen vorgesehen sein. Beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs treten insbesondere in dessen Innenraum Raumtemperaturen im Bereich zwischen -40°C und +80°C auf. Damit es zu keinen Fehlbedienungen kommt, ist vor diesem Hintergrund günstigerweise vorgesehen, dass die Temperatur des Verformungs-Elements, bei der das Verformungs-Element die Feststelleinrichtung von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführt, zumindest 130°C, vorzugsweise zumindest 170°C, beträgt. Das bedeutet, dass der höhere Temperaturbereich bevorzugt erst bei mindestens 130°C, weiter bevorzugt erst bei mindestens 170°C erreicht ist. Der niedrigere Temperaturbereich wird günstigerweise bei Temperaturen von weniger als +80°C erreicht. Sollte der Bereich für die Raumtemperatur andere Werte als oben genannt annehmen, so sind die Temperaturniveaus entsprechend anzupassen. Bei elektrisch betriebenen Heizeinrichtungen können dabei elektrische Leistungen von rund 25 Watt benötigt werden. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass das Verformungs-Element bzw. die Verformungs-Elemente zumindest bereichsweise als Draht oder Band ausgebildet sind. Hierdurch werden relativ dünne Verformungs- Elemente geschaffen, welche im Sinn einer hohen Schaltgeschwindigkeit schnell abkühlen. In diesem Sinne ist es günstig, wenn die Dicke des Drahtes oder des Bandes bzw. Streifens maximal 1 mm, vorzugsweise maximal 3mm beträgt. Drähte mit Durchmessern von weniger als 1 mm und mehr als 0,1 mm haben sich in Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen. Als Dicke des Drahtes bzw. Bandes bzw. Streifens wird jeweils der kleinste Durchmesser angesehen. Bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen dabei vor, dass der Draht oder das Band oder der Streifen thermisch bedingt beim Wechsel zwischen den beiden Temperaturbereichen durch die Temperaturveränderungsvorrichtung seine Länge um zumindest 3%, vorzugsweise um zumindest 4%, ändert.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass mehrere Drähte, Bänder oder Streifen parallel angeordnet sind, um in einer kompakten Bauform hohe Verformungskräfte bereitzustellen, mit denen der entsprechende Schaltvorgang ausgeführt werden kann. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Draht oder das Band oder der Streifen, vorzugsweise mehrfach, umgelenkt ist. Die jeweilige
Umlenkung erfolgt bevorzugt über Umlenkstellen, die besonders bevorzugt gerundet oder durch Rollen gebildet sind. Gegebenenfalls zusätzlich können auch reibungsarme Oberflächen eingesetzt werden. Eine derartige Ausgestaltungsform besitzt den Vorteil, dass hohe Schaltwege dargestellt werden können.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Feststelleinrichtung zumindest eine Spanneinrichtung aufweist, welche das oder die Verformungs-Elemente umfasst. Diese Spanneinrichtung kann einen trommelartigen Aufbau aufweisen. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass, vorzugsweise draht- oder band- oder streifenartig ausgebildete Verformungs-Elemente oder zumindest ein solches Verformungs-Element zwischen zwei Platten gespannt sind bzw. ist. Zwischen diesen Platten kann zusätzlich auch das vorzugsweise elastische Rückstellele- ment wirken und/oder angeordnet sein. Als elastisches Rückstellelement sind z.B. Federn, insbesondere Schrauben-, Blattfedern oder Tellerfedern, verwendbar.
Falls die Einbringung geeigneter Umlenkstellen zu aufwändig ist, kann der Draht in der Trommel nur jeweils einfach zwischen den beiden Platten verlaufen bzw. gespannt sein. Allerdings muss dann jeder Draht einzeln kontaktiert und geschaltet werden. Das kann dann beispielsweise über die beiden Platten für alle Drähte gemeinsam erfolgen. Das Gleiche gilt auch für band- oder streifenförmige Verformungs-Elemente.
Ein eigenständiger Aspekt der Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, insbesondere für eine Feststelleinrichtung einer Lenksäule der geschilderten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spanneinrichtung zumindest zwei Platten sowie zumindest ein, zumindest bereichsweise als Draht oder Band ausgeführtes und sich durch thermische Beaufschlagung verformendes Verformungs-Element, vorzugsweise aus oder mit einer Formgedächtnislegierung, sowie zumindest ein, vorzugsweise elastisches, Rückstellelement aufweist, wobei die Platten mittels des Verformungs- Elements, vorzugsweise voneinander beabstandet, miteinander verbunden sind und das Rückstellelement zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest in einer Richtung, einer durch thermische Beaufschlagung des Verformungs-Elements hervorgerufenen Kraft auf die Platten entgegen wirkt.
Das Rückstellelement muss dabei der durch thermische Beaufschlagung des Verformungs-Elements hervorgerufenen Kraft auf die Platten nicht zwingend permanent bzw. in allen Richtungen entgegen wirken. Es reicht bei bevorzugten Varianten aus, wenn es im Sinne einer Rückstellung nur teilweise also z.B. nur in einer Richtung dieser Kraft auf die Platten entgegen wirkt.
Zwischen den Platten kann ein einziges, als Draht oder Band ausgeführtes Verfor- mungs-Element, vorzugszweise mehrfach umgelenkt, angeordnet sein. Zwischen den Platten können aber auch mehrere draht- oder bandartige Verformungs- Elemente, gegebenenfalls mehrfach umgelenkt, angeordnet sein. Das Rückstellele- ment wirkt günstigerweise einer durch thermische Beaufschlagung hervorgerufenen Verformung des Verformungs-Elements entgegen. Vorzugsweise sorgt das Rückstellelement für eine Vorspannung der Platten, welche die Platten auseinanderdrückt und das oder die Verformungs-Element(e) zwischen den Platten spannt. Das Verfor- mung-Element weist günstigerweise zumindest eine oder zwei Kontaktstellen auf, über die es mit einer Stromquelle kontaktierbar ist. Durch Beheizen und/oder Kühlen, also durch thermisches Beaufschlagen kann die Form und insbesondere die Länge des Verformungs-Elementes geändert werden. Hierdurch wird auch der Abstand der Platten zueinander verändert. Beim Rückstellelement kann es sich bei- spielsweise um Schrauben- oder Tellerfedern oder sonstige elastische Körper handeln. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Verformungs-Element oder die Verformungs-Elemente aus zumindest einer Formgedächtnislegierung bestehen bzw. eine solche zumindest aufweisen. Günstige Ausgestaltungsformen der Spann- einrichtung sind trommelartig ausgebildet, sodass die Spanneinrichtung auch als eine Spanntrommel bezeichnet werden kann.
Zur Führung, insbesondere einer Bewegung, der Platten können Führungselemente vorgesehen sein. Bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen hierzu vor, dass zumindest ein Bolzen die Platten durchsetzt und die Platten durch Verformung des oder der Verformungselemente in Längsrichtung des Bolzens verschoben werden bzw. ihren Abstand ändern. Das Rückstellelement wirkt dabei günstigerweise der thermisch hervorgerufenen Verformung des Verformungselementes bzw. einer entsprechenden Bewegung der Platten in zumindest einer Richtung entgegen. Insbesondere zum Heizen des Verformungselementes kann vorgesehen sein, dass dieses direkt über die genannten Kontaktstellen mit einer Stromquelle kontaktierbar ist, sodass ein Stromfluss durch das Verformungselement ein Beheizen desselben bewirkt. Zur Umlenkung des draht- oder bandartigen Verformungselementes in den Platten können in oder an den Platten Rollen und/oder, vorzugsweise gerundete, Umlenkstellen vorgesehen sein. Weiters kann die Spanneinrichtung alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lenksäule und insbesondere in den Ausführungsbeispielen geschilderten Merkmale, einzeln oder in Kombination aufweisen. Besonders bevorzugt ist eine Spanneinrichtung, insbesondere für eine Lenksäule der genannten Art, vorgesehen, welche einen Befestigungsbolzen, ein Federelement und zwei voneinander beabstandete Platten umfasst, wobei die Platten vom Befestigungsbolzen durchsetzt sind und vom Rückstellelement bzw. Federelement in Längsrichtung des Befestigungsbolzens unter Vorspannung auf einen Abstand voneinander gehalten sind, wobei das Spannstück einen oder mehrere Drähte aufweist, die an den beiden Platten befestigt sind, derart dass sie den Abstand der Platten zueinander gegen die Vorspannung begrenzen, wobei der Draht oder die Drähte aus einer Formgedächtnislegierung bestehen und elektrisch mit einer schaltbaren Stromquelle kontaktierbar ist bzw. sind.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der beigelegten Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit reibschlüssiger Verriegelung;
Fig. 2 Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Querschnitt in geöffneter Stellung;
Fig. 3 Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Querschnitt in geschlossener Stellung;
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit formschlüssiger Verriegelung zur Darstellung der geschlossenen Stellung;
Fig. 5 Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Querschnitt in geöffneter Stellung;
Fig. 6 Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Querschnitt in geschlossener Stellung;
Fig. 7 das zweite Ausführungsbeispiel in auseinandergezogener Darstellung;
Fig. 8 und 9 Varianten zur Umlenkung des drahtartig ausgebildeten Verformungs- Elements;
Fig. 10 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in geschlossener Stellung; Fig. 1 1 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in geöffneter Stellung;
Fig. 12 eine Variante zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 13 eine weitere Variante zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 14 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 15 eine Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung im
Querschnitt in geschlossener Stellung;
Fig. 16 eine Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung im
Querschnitt in geöffneter Stellung;
Fig. 17 eine Spanneinrichtung für die Feststelleinrichtung.
Das erste Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der Lenksäule 1 . Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Vertikalschnitt im Bereich der Feststelleinrichtung 5. Es handelt sich im Grundaufbau der Lenksäule 1 um eines von vielen beim Stand der Technik an sich bekannten Beispielen, wie eine solche verstellbare Lenksäule ausgebildet sein kann. Auch im gezeigten Beispiel ist die Lenkspindel 4, an der das Lenkrad befestigt wird, drehbar in der Lenkspindellagereinheit 3 gehalten. Die Lenkspindellagereinheit 3 ist gemeinsam mit der Lenkspindel 4 relativ zur Konsoleneinheit 2 verstellbar. Im ersten Ausfüh- rungsbeispiel ist sowohl eine Verstellung parallel zur Längsrichtung 20 der Lenkspindel 4, also eine Längenverstellung, als auch eine Verstellung in einer Richtung 21 orthogonal zur Längsrichtung der Lenkspindel 4, also eine Höhenverstellung, vorgesehen. Hierzu ist die Lenkspindellagereinheit 3 des gezeigten Beispiels, wie an sich bekannt, zwischen Seitenwangen 15 der Konsoleneinheit 2 gelagert. Durch entspre- chende Langlöcher oder dergleichen, wie sie beim Stand der Technik bekannt sind, sind die genannten Verstellrichtungen in Längsrichtung 20 und Höhenrichtung 21 realisierbar. In der Schließstellung hält die Feststelleinrichtung 5 die Lenkspindellagereinheit 3 in ihrer Lage relativ zur fahrzeugfesten Konsoleneinheit 2 fixiert. Die Fixierung erfolgt dabei über die reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenwan- gen 15 der Konsoleneinheit 2 und Seitenflächen 26 eines Schwenkhebels 27 und zwischen Seitenflächen 28 des Schwenkhebels 27 und Seitenflächen 29 der Lenkspindellagereinheit 3. Erreicht wird die Fixierung mittels der Feststelleinrichtung 5, deren Seitenfläche 30 in der geschlossenen Stellung gegen die Seitenfläche 32 der Seitenwange 15 gepresst wird. In der geöffneten Stellung der Feststelleinrichtung 5 kann die gewünschte Verstellung der Lenkspindellagereinheit 3 relativ zur fahrzeugfesten Konsoleneinheit 2 vorgenommen werden. Anschließend wird durch Überfüh- ren der Feststelleinrichtung 5 in die geschlossene Stellung die Lage der Lenkspindellagereinheit 3 relativ zur Konsoleneinheit 2 wieder fixiert. Die geschlossene Stellung sollte zumindest dann eingestellt sein, wenn das Fahrzeug bewegt wird. Die Konsoleneinheit 2 kann durch entsprechende Laschen (hier nicht weiter dargestellt), wie sie beim Stand der Technik bekannt sind, am Kraftfahrzeug montiert und damit fixiert werden.
Der Grundaufbau weist im ersten Ausführungsbeispiel einen Spannbolzen 16 auf, welcher durch die Seitenwangen 15 hindurchgeführt ist. An den Enden des Spannbolzens 16 werden mittels Schrauben 22 der Anschlag 18 und das Widerlager 19 be- festigt. Auf der linken Seite befindet sich zwischen dem Anschlag 18 und der Seitenwange 15 der Konsoleneinheit 2 die erfindungsgemäß ausgebildete Feststelleinrichtung 5. Diese wird weiter unten anhand des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels noch eingehend erläutert. Vorab sei aber noch darauf hingewiesen, dass bei diesem ersten Ausführungsbeispiel die Druckfläche 30 und in Folge dessen auch das Widerlager 19 in der geschlossenen Stellung so gegen die Seitenwangen 15 der Konsoleneinheit 2 gepresst werden, dass die Lenkspindellagereinheit 3 reibschlüssig klemmend zwischen den Seitenwangen 15 und damit an der Konsoleneinheit 2 in ihrer Position fixiert ist. Das zweite Ausführungsbeispiel, das in den Figuren 4 bis 7 dargestellt ist, zeigt eine sehr ähnliche Lenksäule, bei der als wesentlicher Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel die Fixierung über einen Formschluss gebildet wird. Gleichartige oder gleichwirkende Elemente werden, wie auch in den weiteren Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Der Formschluss wird dabei zwischen den Verzahnungen am Zahnteil 31 und der Verzahnung 35 an der Lenkspindellagereinheit 3 einerseits und zwischen den Verzahnungen 33 am Zahnteil 31 und Verzahnungen 34 am Konsolenteil 2 andererseits gebildet. Herbeigeführt wird die Fixierung über die Feststell- einrichtung 5, deren Seitenfläche 30 das Zahnteil 31 in der geschlossenen Stellung in Richtung der Verzahnung 33 an der Lenkspindellagereinheit 3 und der Verzahnung 34 an der Konsoleneinheit 2 hin verschiebt und verspannt. Zum Antrieb der Feststelleinrichtung 5 weist diese bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen wie auch bei den Varianten gemäß der Fig. 10 bis 14 eine, in den genannten Beispielen trommelartig ausgeführte, Spanneinrichtung 40 auf. Die Spanneinrichtung 40 ist in Fig. 18 zusammen mit der, in diesen Beispielen der Beheizung dienenden Stromversorgung noch einmal gesondert dargestellt. Sie weist in den genannten Beispielen zwei einander gegenüberliegend angeordnete Platten 17 auf. Die Längsachse 39 zeigt die Richtung der Längserstreckung des Spannbolzens 16 der Spanneinrichtung 40. Zwischen diesen Platten 17 verläuft das in den beiden Ausführungsbeispielen drahtartig ausgebildete, mehrfach umgelenkte, Verformungs-Element 6. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Verformungs- Element 6 aus einer Formgedächtnislegierung, welche sich durch Erhitzen verkürzt bzw. zusammenzieht. Zusätzlich ist zwischen den Platten 17 auch ein hier als Schraubenfeder ausgebildetes elastisches Rückstellelement 10 angeordnet. Die beiden Platten 17 werden im gezeigten Beispiel mittels des Verformungs-Elementes 6 aufeinander zu bewegt, wenn das Verformungs-Element 6 entsprechend beheizt wird. Der Abstand der Platten 17 zueinander wird somit verkürzt. Das Rückstellelement 10 wirkt dieser Verkürzung entgegen und drückt die Platten 17 wieder parallel zur Längsrichtung des Spannbolzens 16 auseinander, wenn der Draht des Verformungs- Elementes 6 wieder entsprechend abgekühlt ist bzw. wurde, womit wieder die geöffnete Stellung erreicht wird.
Alternativ zur mehrfachen Umlenkung des drahtartig ausgebildeten Verformungselementes 6 können zwischen den beiden Platten mehrere drahtartige Verformungselemente 6 parallel angeordnet sein. Diese drahtartigen Verformungselemente 6 sind jeweils mit einem Ende an der einen Platte 17 und mit dem anderen Ende an der anderen Platte 17 befestigt. Auf diese Weise wird es möglich höhere Kraftniveaus der Spanneinrichtung darzustellen. Derselbe Effekt ist auch durch eine mehrfache Umlenkung des drahtartigen Verformungselementes 6 möglich, wobei jedoch der Draht in den Umlenkungspunkten so fixiert ist, dass er nicht verschiebbar gegenüber den Platten 17 angeordnet ist. Wie dies weiter unten anhand der Fig. 8 und 9 erläutert wird. Fig. 2 und Fig. 5 zeigen die geöffnete Stellung der Feststelleinrichtung 5, in der die Lenkspindellagereinheit 3 relativ zur Konsoleneinheit 2 in Richtung 20 und/oder 21 verstellbar ist. In diesem Zustand ist der Schalter 23 der als Heizeinrichtung ausgebildeten Temperaturveränderungsvorrichtung 7 geschlossen, so dass ausgehend von der Stromquelle 1 1 Strom durch den Draht des Verformungs-Elementes 6 strö- men kann. Bei diesem Stromfluss erhitzt sich die Formgedächtnislegierung auf
Grund ihres ohmschen Widerstandes über die Grenztemperatur, sodass es zur gewünschten Verkürzung des Drahtes des Verformungs-Elementes 6 kommt. Hierdurch werden die Platten 17 gegen die Federkraft des Rückstellelementes 10 aufeinander zu bewegt. Hierdurch wird, wie in Fig. 2 und 5 veranschaulicht, die Feststelleinrich- tung entspannt, sodass die Lenkspindellagereinheit 3 nicht mehr zwischen den Seitenwangen 15 klemmend gehalten ist. Fig. 3 und 6 zeigen den stromlosen Zustand der Feststelleinrichtung 5, bei dem sich diese in der geschlossenen Stellung befindet, in der die Lenkspindellagereinheit 3 in ihrer Lage relativ zur Konsoleneinheit 2 fixiert ist. Der Schalter 23 ist geöffnet, sodass kein Strom durch das Verformungs- Element 6 fließt und dieses nicht beheizt wird. Die Temperatur des Verformungs- Elementes 6 liegt in der Situation gemäß Fig. 3 und 6 unter der Grenztemperatur, sodass das Rückstellelement 10 die Platten 17 auseinanderdrücken kann. Dadurch werden entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel die Seitenwangen und die korrespondierenden Flächenpaare 30, 32, 26, 27, 28, 29, und die Seitenwangen 15 mittels Spannbolzen 16 aufeinander zu gepresst, womit die Lenkspindellagereinheit 3 klemmend in ihrer Position fixiert ist. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden die korrespondierenden Verzahnungen in Eingriff gebracht. In der geöffneten Stellung werden beim zweiten Beispiel die Verzahnungen vollständig außer Eingriff gebracht. Entsprechend groß muss der Weg, um den sich die beiden Platten 17 zur Einstellung der geöffneten Stellung aufeinander zu bewegen, sein. Um den Schaltvorgang bei der Überführung der Feststelleinrichtung 5 von der geöffneten Stellung gemäß Fig. 2 bzw. 5 in die geschlossene Stellung gemäß Fig. 3 bzw. 6 möglichst rasch ablaufen zu lassen, kann als zweite Temperaturveränderungsvorrichtung 7 eine aktive Kühleinrichtung vorgesehen sein. In Fig. 4 ist diese, in ei- nem Gehäuse 14 der Feststelleinrichtung 5 als aktive Kühleinrichtung 12 in Form eines Ventilators bzw. Lüfters dargestellt. In gleicher weise kann eine solche aktive Kühleinrichtung auch im ersten Ausführungsbeispiel realisiert sein, auch wenn dies so nicht dargestellt ist. Diese aktive Kühleinrichtung 12 ist günstigerweise ebenfalls elektrisch betrieben, auch wenn dies hier nicht explizit eingezeichnet ist. Durch Be- trieb der aktiven Kühleinrichtung wird jedenfalls eine rasche Abkühlung des Verformungs-Elementes 6 unter die Grenztemperatur bzw. in den unteren Temperaturbereich erreicht. Darüber hinaus ist aber auch eine Art passive Kühleinrichtung 13 vorgesehen, welche in Form eines ausreichend großen Abstandes zwischen benachbarten Drähten des Verformungs-Elementes 6 realisiert ist. Diese Abstände sollten günstigerweise zumindest in dem eingangs erwähnten Bereich liegen. Als weitere passive Kühleinrichtung könnten auch zusätzliche Kühlflächen wie z.B. Kühlrippen oder dergleichen am Verformungs-Element 6 angeordnet sein.
Es ist offensichtlich, dass die Einbringung einer aktiven Kühlung in jede der in dieser Beschreibung offenbarten Ausführungsformen wahlweise integriert werden kann aber nicht integriert werden muss. Sie ist auch für das zweite Ausführungsbeispiel nur als mögliche Variante anzusehen, auch wenn die aktive Kühlung in Fig. 4 dargestellt ist. Weiter ist offensichtlich, dass eine Kombination aus reibschlüssiger und formschlüssiger Fixierung der Lenkspindellagereinheit 3 möglich ist. So kann die eine Verstellrichtung 20 mittels Verzahnungen und die andere Verstellrichtung 21 mittels Kraft- schluss fixiert werden, oder umgekehrt. Es ist auch denkbar und möglich, auf dem einen gemeinsamen Spannbolzen 16 an den einander gegenüberliegenden Seiten der Lenkspindellagereinheit 3 außen an den Seitenwangen 15 zwei erfindungsgemässe Feststelleinrichtungen 5 anzuordnen, wie dies in Fig. 12 veranschaulicht ist. Eine Kombination dieser Anordnung mit Merkmalen der verschiedenen anderen Ausführungsformen der Erfindung, soweit anwendbar, ist denkbar und möglich. Dabei kann es sogar vorgesehen sein, die Fixierung auf der einen Seite durch Kraftschluss und auf der anderen Seite durch Formschluss zu bewirken.
Die Feststelleinrichtungen 5 können jeweils, wie im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel geschildert, ausgeführt sein. Diese beidseitige Trommellösung gemäß Fig. 12 hat jedenfalls den Vorteil, dass bei der Verwendung von zwei entsprechen- den Feststelleinrichtungen 5 auch der doppelte Hub, also eine doppelt so große Verformung der Seitenwangen 15 erreicht werden kann.
Wie in den Beispielen veranschaulicht ist, kann die Bestromung des Drahtes auf verschiedene Weisen erfolgen. Entsprechend der Darstellung in den Ausführungsbei- spielen gemäss der Figuren 4, 5, 6 und 7 erfolgt die Bestromung des Drahtes durch eine Kontaktierung der beiden Enden des Drahtes mit der als schaltbaren Stromquelle 1 1. Für diesen Fall ist es erforderlich, die Umlenkstellen 8 oder die Umlenkrollen 9 gegen Stromfluss isoliert auszulegen. Alternativ kann in allen Ausführungsbeispielen die Bestromung auch über die Scheiben 17 und/oder die Umlenkstellen 8 und/oder die Umlenkrollen 9 erfolgen, wie dies in den Fig. 2, 3 und 12 als Beispiel veranschaulicht ist. Entsprechend werden für diese Ausführung die Scheiben 17 und/oder die Umlenkstellen und/oder die Umlenkrollen 9 mit der schaltbaren Stromquelle 1 1 kontaktiert. Alternativ zur Ausbildung der Feststelleinrichtung 5 bzw. Spanneinrichtung 40 mit zylinderförmigen bzw. kreisförmigen Scheiben 17, können die Scheiben 17 auch rechteckig, quadratisch oder vieleckig ausgebildet sein. Als Alternative kann auch der Draht des Verformungs-Elements 6 in verschiedenen Mustern hin und her zwischen den beiden Scheiben 17 geführt sein. Weiter ist es denkbar und möglich, zwei oder mehrere Spannbolzen 16 parallel zueinander anzuordnen und jeweils eine oder zwei erfindungsgemäße Feststelleinrichtungen 5 bzw. Spanneinrichtungen 40 darauf anzuordnen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Draht des Verformungs-Elementes 6 vorzugsweise mehrfach umgelenkt ist. Er wird dabei günstigerweise über gerundete Umlenkstellen 8 oder Rollen 9 zur Umlenkung geführt. Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt im Bereich einer der Platten 17 mit einer gerundeten Umlenkstelle 8, über die der Draht des Verformungs-Elementes 6 geführt ist. Fig. 9 zeigt in einer ähnlichen Detail- Schnittdarstellung die Umlenkung des Drahtes des Verformungs-Elementes 6 über eine drehbar gelagerte Rolle 9. In solchen Ausgestaltungsformen handelt es sich beim Verformungs-Element 6 bevorzugt um einen einzigen einstückig ausgebildeten, mehrfach umgelenkten Draht. Das Gleiche ist natürlich auch mit Verformungs- Elementen 6 in Form von Bändern bzw. Streifen oder dergleichen möglich. Es ist aber auch denkbar, mehrere Verformungs-Elemente 6 jeweils einzeln an den beiden Platten 17 zu befestigen. Diese können zur Heizung mittels Bestromung entsprechend elektrisch kontaktiert sein. Auf die elektrische Kontaktierung kann verzichtet werden, wenn das Heizen des Verformungs-Elementes 6 auf andere Weise, beispielsweise durch eine Induktionsquelle oder eine sonstige Heizeinrichtung, reali- siert ist.
Die Fig. 10 und 1 1 zeigen ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Dargestellt sind jeweils Vertikalschnitte durch eine Konsoleneinheit 2, Lenkspindellagereinheit 3 und Feststelleinrichtung 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 10 und 1 1 ist die Lenkspindellagereinheit 3 nur in Längsrichtung der Lenkspindel 4 relativ zur Konsoleneinheit 2 verstellbar. Die Fixierung der Lenkspindellagereinheit 3 an der Konsoleneinheit 2 wird nicht durch Zusammendrücken der Seitenwangen 15 sondern durch eine stempelartig ausgebildete Feststelleinrichtung 5, welche mit ihrer Spanneinrichtung 40 von oben auf die Lenkspindellagereinheit 3 wirkt, erreicht. Fig. 10 zeigt die geschlossene Stellung, in der die Feststelleinrichtung 5 ein Verstellen der Lenkspindellagereinheit 3 relativ zur Konsoleneinheit 2 unterbindet. Fig. 8 zeigt die geöffnete Stellung, in der eine solche Verstellung möglich ist. Auch für diese Ausführung ist es möglich, die Fixierung über einen Formschluss, anstelle des hier dargestellten Reibschlusses zu realisieren.
Ein gegebenenfalls vorhandenes Gehäuse 14 der Feststelleinrichtung 5 ist bei der gewählten Darstellung nicht eingezeichnet, kann aber analog zum ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel vorhanden sein. Dies gilt auch für die nicht explizit gezeigten aktiven aber auch passiven Kühleinrichtungen 12 und 13. Wesentliche Bauteile der Feststelleinrichtung 5 bzw. Spanneinrichtung 40 dieses Ausführungsbeispiels ähneln in ihrem grundsätzlichen Aufbau dem ersten bzw. zweiten Ausführungsbei- spiel. Auch hier sind zwei Platten 17 vorhanden, zwischen denen ein oder mehrere drahtförmig ausgebildete Verformungs-Elemente 6 verlaufen. Als Rückstellelement 10 ist wiederum eine elastische Schraubfeder ausgebildet, welche die beiden Platten 17 gegen die Spannung des Verformungs-Elements 6 auseinanderdrückt. Im stromlosen Zustand gemäß Fig. 10 ist die Länge des drahtförmigen Verformungs- Elements 6 größer, so dass der Abstand der beiden Platten 17 größer ist, als dies im bestromten Zustand entsprechend der Fig. 1 1 der Fall ist. Im unbestromten Zustand werden die Platten 17 vom Rückstellelement 10 so weit auseinandergedrückt, dass sie einen Reib- oder Formschluss zwischen Konsoleneinheit 2 und Lenkspindella- gereinheit 3 bewirken, sodass sich das System in der Schließstellung befindet, in der die Lenkspindellagereinheit 3 in ihrer Position relativ zur Konsoleneinheit 2 fixiert ist. Bringt man die hier ebenfalls als Heizeinrichtung ausgebildete Temperaturveränderungsvorrichtung 7 durch Schließen des Schalters 23 in einen Zustand, in dem Strom durch das Verformungs-Element 6 fließt, wodurch dieses beheizt wird, so ziehen sich die Drähte des Verformungs-Elementes 6 zusammen, sobald die Grenztemperatur überschritten und der höhere Temperaturbereich erreicht wird. Dadurch wird die untere Platte 17 von der Lenkspindellagereinheit 3 abgehoben, sodass diese sich in der geöffneten Stellung gemäß Fig. 1 1 befindet und relativ zur Konsoleneinheit 2 verstellt werden kann. Zum Abkühlen des oder der Verformungs-Elemente 6 können wiederum aktive oder passive Kühleinrichtungen 12 oder 13 eingesetzt sein, auch wenn hier nur eine passive Kühleinrichtung in Form eines entsprechend großen Ab- standes zwischen den Drähten des thermisch verformbaren Elementes 6 eingezeichnet ist. Fig. 13 zeigt eine weitere Variante mit zwei Spannbolzen 16. Auf diesen ist eine Spanneinrichtung 40 der Feststelleinrichtung 5 angeordnet, deren begrenzende Platten 17 von beiden Spannbolzen 16 durchsetzt werden, und wobei auf jedem Spannbolzen 16 ein Rückstellelement 10, bevorzugt als Spiralfeder, angeordnet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, ist es auch denkbar und möglich, dass nur ein Spannbolzen 16 beide Seitenwangen 15 durchsetzt. Weitere Ausführungen mit mehr als zwei Spannbolzen 16 oder Abstützbolzen für elastische Rückstellelemente sind denkbar und möglich. Die Temperaturveränderungseinrich- tung (in Fig. 13 nicht dargestellt) kann wie in den anderen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.
Auch für das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 13 kann die Bestromung des Drahtes alternativ auch über die Scheiben 17 und die Umlenkstellen 8 oder die Um- lenkrollen 9 erfolgen.
Fig. 14 zeigt wiederum ein anderes Ausführungsbeispiel. Hier weist das Verformungs-Element 6 mehrere parallel zueinander gespannte und mehrfach umgelenkte Drähte auf. Diese sind an ihren Enden aus der trommelartigen Spanneinrichtung 40 der Feststelleinrichtung 5 herausgezogen und entlang der Konsoleneinheit 2 geführt, um die Länge des Drahtes zu verlängern, ohne den Durchmesser der Trommel oder den Abstand der beiden Platten 17 vergrößern zu müssen. Es ist natürlich denkbar und möglich, den Draht entlang der Konsoleneinheit mehrfach umzulenken, wie dies analog in der Spanneinrichtung 40 dargestellt ist oder auch beim Ausfüh- rungsbeispiel gemäss Fig. 5 angedeutet ist. Der Draht des Verformungs-Elementes 6 wird an Kontaktpunkten 36 fixiert und mit der Stromquelle 1 und dem Schalter 23 verbunden. Es ist auch denkbar und möglich, mehrere Drähte entsprechend anzuordnen und parallel arbeiten zu lassen. Die Stromeinspeisung zum Erhitzen der Drähte ist entsprechend analog wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Na- türlich sind auch andere Temperaturveränderungsvorrichtungen 7 sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen des Verformungs-Elements 6 denkbar. Jedenfalls wird durch die Erwärmung des einen Drahtes oder der mehreren Drähte des Verfor- mungs-Elements 6 der Abstand der beiden Platten 17 der Spanneinrichtung 40 der Feststelleinrichtung 5 zueinander verkleinert, so dass die Feststelleinrichtung in die Öffnungsstellung überführt wird. In den Fig. 15 und 16 ist eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform veranschaulicht, bei der der Draht des Verformungs-Elements 6 im höheren Temperaturbereich länger ist als im niedrigeren Temperaturbereich. Der Draht wird im einfachsten Fall an einer der Seitenwangen 15 umgelenkt. Durch die Verkürzung des Drahts im niedrigeren Temperaturbereich ist in der in Fig. 15 dargestellten geschlossenen Stellung der Abstand zwischen den beiden Seitenwangen 15 verkleinert, wodurch die Lenkspindellagereinheit 3 von der Konsoleneinheit 2 eingespannt und damit in ihrer Position fixiert ist. Die Köpfe 37, 38 des Führungsbolzens 24 sind mit einer Tellerfeder 25 gegen die Seitenwangen 15 verspannt, damit der Führungsbolzen 24, welcher in diesem Ausführungsbeispiel nicht als Spannbolzen 16 dient, nicht klap- pert, während die Drähte des Verformungs-Elementes 6 die Seitenwangen 15 gegen die Lenkspindellagereinheit 3 pressen.
Wird der Draht des Verformungs-Elements 6 in den höheren Temperaturbereich (vgl. Fig. 16) überführt, so weist der Draht eine größere Länge auf, sodass die Sei- tenwangen 15 sich auf Grund ihrer elastischen Rückstellkräfte entsprechend weit in Richtung von einander weg aufspreizen können, womit die Feststelleinrichtung 5 in die geöffnete Stellung wechselt. Hierzu wird der Schalter 23 geschlossen, so dass der Stromfluss durch das als Draht ausgebildete Verformungs-Element 6 die Erwärmung für die Erreichung des höheren Temperaturbereichs bewirkt. Die Seitenwan- gen 15 spreizen sich auf und verspannen sich gegenüber den Köpfen 37 und 38 des Führungsbolzens 24. Dabei wird die Tellerfeder 25 zusammengedrückt. Eine geführte Verstellung der Lenkspindellagereinheit 3 gegenüber der Konsoleneinheit 2 ist damit in der geöffneten Stellung gemäß Fig. 16 ermöglicht. Der Führungsbolzen 24 durchsetzt entsprechende Langlöcher in den Seitenwangen und dem Schwenkhebel 27, wodurch der Verstellbereich begrenzt wird. Die Variante gemäß Fig. 17 zeigt unter anderem beispielhaft, dass es nicht unbedingt notwendig ist, ein Rückstellelement 10 als zusätzliches Bauteil vorzusehen. Es können, wie in dieser Variante bei- spielhaft anhand der elastischen Rückstellkräfte der Seitenwangen 15 gezeigt, auch, vorzugsweise elastische, Rückstellkräfte in der Konsoleneinheit 2 und/oder der Lenkspindellagereinheit 3 als Rückstellelement 10 genutzt werden. Auch für dieses Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 15 und 16 kann die Bestromung des Drahtes alternativ auch über die Seitenwangen 15 oder die hier nicht einzeln dargestellten Umlenkstellen 8 oder Umlenkrollen 9 erfolgen.
Denkbar und möglich ist es auch, eine erfindungsgemäße Ausführungsform ähnlich zu den Fig. 5 und 16 mit einem Verformungs-Element 6 zu realisieren, dessen Länge in einem niedrigeren Temperaturbereich größer ist als in einem höheren Temperaturbereich. In diesem Fall müsste zur Fixierung der Lenkspindellagereinheit 3 gegenüber der Konsoleneinheit 2 der Stromschalter 23 geschlossen sein. Eine derartige Anwendung könnte vorteilhaft sein, falls bei abgeschaltetem Fahrzeugmotor die Lenksäule in eine Position zur Erleichterung des Aussteigens des Fahrers bewegt werden soll. Insbesondere in dieser Ausführung ist eine Kombination mit einem elektrischen Verstellsystem für die Lenkspindellagereinheit 3 gegenüber der Konsoleneinheit 2 denkbar und möglich. Die Kombination aus elektrisch ansteuerbarer Verstellung und einer erfindungsgemäß ausgebildeten Feststelleinrichtung 5 ist na- heliegend aber auch für alle anderen Ausführungsvarianten denkbar und möglich.
Die Ausführungsform entsprechend den Fig. 15 und 16 ist sowohl bei kraftschlüssiger als auch bei formschlüssiger Fixierung, oder einer Kombination aus beiden, der Lenkspindellagereinheit 3 gegenüber der Konsoleneinheit 2 anwendbar. Auch in diesen Ausführungsformen sind die bereits beschriebenen Techniken der Umlen- kung (geeignete Formgebung, Rollen, reibungsarme Oberflächen) denkbar und möglich.
Die Vielzahl der verschiedenen gezeigten Ausführungsbeispiele zeigt, dass die Er- findung in sehr vielen verschiedenen Varianten ausgebildet sein kann, ohne dass es hier möglich ist, alle denkbaren Varianten zu zeigen. L e g e n d e
zu den Hinweisziffern:
Lenksäule 22 Schraube
Konsoleneinheit 23 Schalter
Lenkspindellagereinheit 24 Führungsbolzen
Lenkspindel 30 25 Tellerfeder
Feststelleinrichtung 26 Seitenfläche
Verformungs-Element 27 Schwenkhebel
Temperaturveränderungsvor28 Seitenfläche richtung 29 Seitenfläche
Umlenkstelle 35 30 Druckfläche
Rolle 31 Zahnteil
Rückstellelement 32 Seitenfläche
Stromquelle 33 Verzahnung aktive Kühleinrichtung 34 Verzahnung passive Kühleinrichtung 40 35 Verzahnung
Gehäuse 36 Kontaktpunkte
Seitenwange 37 Kopf
Spannbolzen 38 Kopf
Platte 39 Längsachse
Anschlag 45 40 Spanneinrichtung
Widerlager
Richtung
Richtung

Claims

Patentansprüche
Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer zur fahrzeugfesten Fixierung am Kraftfahrzeug vorgesehenen Konsoleneinheit (2) und mit einer, von der Konsoleneinheit (2) gehaltenen Lenkspindellagereinheit (3) zur drehbaren Lagerung einer Lenkspindel (4) und mit einer Feststelleinrichtung (5), die zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar ist, wobei die Lenkspindellagereinheit (3) in der geöffneten Stellung der Feststelleinrichtung (5) gegenüber der Konsoleneinheit (2) verstellbar ist und in der geschlossenen Stellung der Feststelleinrichtung (5) gegenüber der Konsoleneinheit (2) fixiert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (5) zumindest ein sich durch thermische Beaufschlagung verformendes Verformungs-Element (6) und zumindest eine Temperaturveränderungsvorrichtung (7) zur Änderung der Temperatur des Verformungs-Elementes (6) aufweist, wobei die Feststelleinrichtung (5) durch Änderung der Temperatur des Verformungs-Elementes (6) mittels der Temperaturveränderungsvorrichtung (7) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführbar ist.
Lenksäule (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungs-Element (6) eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht.
Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungs-Element (6) zumindest bereichsweise als Draht oder Band ausgebildet ist und unter Verwendung der Temperaturveränderungsvorrichtung (7) Temperaturen des Verformungs-Elementes (6) in einem ersten Temperaturbereich und in zumindest einem, sich vom ersten Tempera- turbereich unterscheidenden zweiten Temperaturbereich einstellbar sind, wobei sich die Länge des Drahtes oder Bandes bei Temperaturen im ersten Temperaturbereich um zumindest 3% von der Länge des Drahtes oder Bandes bei Temperaturen im zweiten Temperaturbereich unterscheidet.
Lenksäule (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht oder das Band, vorzugsweise mehrfach und/oder über zumindest eine Umlenkstelle (8) oder Rolle (9), umgelenkt ist.
Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäule (1 ), vorzugsweise die Feststelleinrichtung (5), zumindest ein, vor-zugsweise elastisches, Rückstellelement (10) aufweist, welches einer durch thermische Beaufschlagung hervorgerufenen Verformung des Verformungs-Elementes (6) entgegen wirkt.
Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Temperaturveränderungsvorrichtungen (7) elektrisch ansteuerbar ist und/oder dass mindestens eine der Temperaturveränderungsvorrichtungen (7) zumindest eine Kühleinrichtung umfasst.
Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Temperaturveränderungsvorrichtungen (7) eine elektrisch ansteuerbare Einrichtung umfasst, mit der ein Stromfluss im Verformungs-Element einschaltbar und/oder ausschaltbar ist.
Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Verformungs- Elements (6), bei der das Verformungs-Element (6) die Feststelleinrichtung (5) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung und/oder von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung überführt, zumindest 130°C, vorzugsweise zumindest 170°C, beträgt. Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungs-Element (6) zumindest bereichsweise als Draht oder Band ausgebildet ist, dessen Länge bei einer Temperatur in einem höheren Temperaturbereich kürzere Werte annimmt, als bei einer Temperatur in einem niedrigeren Temperaturbereich.
Spanneinrichtung (40), insbesondere für eine Feststelleinrichtung (5) einer Lenksäule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (40) zumindest zwei Platten (17) sowie zumindest ein, zumindest bereichsweise als Draht oder Band ausgeführtes und sich durch thermische Beaufschlagung verformendes Verformungs-Element (6), vorzugsweise aus oder mit einer Formgedächtnislegierung, sowie zumindest ein, vorzugsweise elastisches, Rückstellelement (10) aufweist, wobei die Platten (17) mittels des Verformungs-Elements (6), or-zugsweise voneinander beabstandet, miteinander verbunden sind und das Rückstellelement (10) zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest in einer Richtung, einer durch thermische Beaufschlagung des Verformungs-Elements (6) hervorgerufenen Kraft auf die Platten (17) entgegen wirkt.
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