Klemmvorrichtung für eine längsverstellbare und/oder höhenverstellbare
Lenksäule eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung für eine längsverstellbare und/oder höhenverstellbare Lenksäule eines Fahrzeugs.
Die Lenksäule koppelt in Fahrzeugen ein Lenkrad üblicherweise so mit einem Lenkgestänge lenkbarer Fahrzeugräder, dass die Fahrzeugräder bei einer Rotation des Lenkrads eine Lenkbewegung ausführen. Um die Lenkradposition individuell an die Wünsche und Erfordernisse des jeweiligen Fahrers anpassen zu können, wird die Lenksäule zunehmend so ausgebildet, dass sie in ihrer Länge und/oder Höhe (bzw. Neigung) verstellbar ist. Sobald die gewünschte Lenkradposition erreicht ist, wird die Lenksäule wieder so fixiert, dass sie im Fahrbetrieb des Fahrzeugs nur noch die Rotation einer Lenkwelle bezüglich einer Längsachse der Lenksäule zulässt, um eine Lenkraddrehung in entsprechende Lenkbewegungen der lenkbaren Räder umzusetzen.
Aus dem Stand der Technik sind in diesem Zusammenhang bereits Klemmvorrichtungen mit einem Vorrichtungsteil und einem Betätigungsteil bekannt, wobei das Betätigungsteil relativ zum Vorrichtungsteil bewegbar ist zwischen einer Freigabeposition, in der die Lenksäule längsverstellbar und/oder höhenverstellbar ist, und einer Fixierposition, in der die Lenksäule weder längsverstellbar noch höhenverstellbar ist. Eine solche gattungsgemäße Klemmvorrichtung für verstellbare Lenksäulen ist beispielsweise in der US 2003/0221505 A1 beschrieben.
Nach dem Lösen des Betätigungsteils aus seiner Fixierposition wird das Betätigungsteil durch eine Federkraft in Richtung zur Freigabeposition beaufschlagt und beschleunigt. Sofern das Betätigungsteil bei seiner Bewegung von der Fixierposition in die Freigabeposition nicht manuell geführt und gebremst wird, führt die Federkraft zu einer Bewegungsenergie des Betätigungsteils, die in der Freigabeposition abrupt abgebaut wird und dabei einen unerwünschten, hohen Geräuschimpuls verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Klemmvorrichtung, bei der das Betätigungsteil unabhängig von seiner manuellen Betätigung und Führung geräuscharm bewegbar ist, insbesondere von seiner Fixierposition in seine Freigabeposition. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Klemmvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der eine Dämpfungseinheit zur Dämpfung einer Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Betätigungsteil vorgesehen ist. Insbesondere bei einer Bewegung von der Fixierposition in die Freigabeposition wird das durch die Federkraft beschleunigte Betätigungsteil mit geringem Aufwand von der Dämpfungseinheit gebremst, sodass die Bewegungsenergie des Betätigungsteils nahezu geräuschlos abgebaut werden kann.
Die Dämpfungseinheit der Klemmvorrichtung dämpft dabei die Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Betätigungsteil vorzugsweise über im Wesentlichen den gesamten Weg des Betätigungsteils zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition. Auf diese Weise wird die Bewegungsenergie des Betätigungsteils über den gesamten Weg zwischen Fixierposition und Freigabeposition klein gehalten, was zu einer geringen Bauteilbelastung und damit letztlich zu einer hohen Lebensdauer der Klemmvorrichtung führt.
Alternativ kann der Weg des Betätigungsteils zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition in aktive Dämpfungsabschnitte und inaktive Dämpfungsabschnitte unterteilt sein. Dabei wird die Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Betätigungsteil von der Dämpfungseinheit nur in den aktiven, nicht aber in den inaktiven Dämpfungsabschnitten gedämpft. Auf diese Weise lässt sich eine Feinabstimmung der Dämpfung realisieren.
Bevorzugt ist das Betätigungsteil relativ zu dem bezüglich einer Achse drehfesten Vorrichtungsteil zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition um die Achse schwenkbar. Aufgrund des Hebelarms ist eine solche Schwenkbetätigung gegenüber einer rein translatorischen Betätigung mit geringerem Kraftaufwand möglich. Da das Betätigungsteil üblicherweise manuell bewegt wird, ergibt sich somit durch die Schwenkbetätigung ein höherer Komfort
für den Fahrer, insbesondere bei einer Bewegung des Betätigungsteils von der Freigabeposition entgegen einer Federkraft in die Fixierposition.
In einer Ausführungsform der Klemmvorrichtung weist die Dämpfungseinheit eine mit dem Vorrichtungsteil verbundene sowie zu einer Achse konzentrisch angeordnete, erste Dämpfungsfläche und eine mit dem Betätigungsteil verbundene sowie zur Achse konzentrisch angeordnete, zweite Dämpfungsfläche auf, wobei die beiden Dämpfungsflächen zumindest abschnittsweise aneinander angrenzen sowie durch einen Spalt voneinander beabstandet sind, und wobei in dem Spalt ein hochviskoses Material, insbesondere ein viskoses Fett oder eine hochviskose Flüssigkeit, zur Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Betätigungsteil vorgesehen ist. Mit im Wesentlichen zwei Dämpfungsflächen und einem hochviskosen Material ist die Dämpfungseinheit in diesem Fall konstruktiv einfach und preiswert herstellbar. Außerdem ergibt sich eine sehr langlebige Dämpfungseinheit mit einer höchst zuverlässigen Bewegungsdämpfung, da die Dämpfung über inhärente Scherkräfte im hochviskosen Material erfolgt.
In dieser Ausführungsform der Klemmvorrichtung liegen die beiden Dämpfungsflächen bevorzugt auf der Mantelfläche eines Kreiszylinders. Dies ist fertigungstechnisch einfach realisierbar, wobei die beiden Dämpfungsflächen alternativ auch auf der Mantelfläche eines Kreiskegels liegen können.
Vorzugsweise ist das Vorrichtungsteil ein Rampenelement, wobei eine radiale Außenseite des Rampenelements die erste Dämpfungsfläche bildet. Das als Rampenelement ausgeführte Vorrichtungsteil ist somit ein Multifunktionsteil, welches sowohl eine Klemmfunktion als auch eine Dämpfungsfunktion in der Klemmvorrichtung übernimmt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass das Vorrichtungsteil ein Zugbolzen der Klemmvorrichtung ist.
Besonders bevorzugt weist die Dämpfungseinheit einen Ring mit einer umlaufenden Ringwand auf, wobei der Ring mit dem Betätigungsteil verbunden ist, und wobei eine radiale Innenseite der Ringwand die zweite Dämpfungsfläche bildet.
In einer Ausführungsvariante ist der Ring in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Betätigungsteil verbunden und insbesondere aus einem Kunststoff
hergestellt. Die Formschlussverbindung ermöglicht eine einfache und rasche Befestigung am Betätigungsteil, und die eher geringen Materialbeanspruchungen erlauben eine preiswerte Herstellung des Rings aus einem Kunststoff.
Alternativ kann der Ring auch einstückig in das Betätigungsteil integriert sein, wobei das Betätigungsteil dann vorzugsweise ein Rampenelement ist und zusammen mit dem einstückig integrierten Ring aus einem Sintermetall hergestellt ist. Durch die einstückige Integration des Rings in das Betätigungsteil lässt sich die Anzahl der Einzelbauteile in vorteilhafter Weise reduzieren. Bei Ausführung als Rampenelement wird das Betätigungsteil zudem ein Multifunktionsteil, welches sowohl eine Klemmfunktion als auch eine Dämpfungsfunktion übernimmt.
Der Ring und das Betätigungsteil können im Übrigen eine topfförmige Aufnahme für das hochviskose Material bilden. Auf diese Weise entsteht mit geringem Aufwand ein„Reservoir" für das hochviskose Material, sodass auch bei einem zum Beispiel durch zahlreiche Betätigungszyklen verursachten „Materialverlust" stets genügend hochviskoses Material für eine zuverlässige Dämpfung zwischen den beiden Dämpfungsflächen verbleibt und folglich eine hohe Lebensdauer der Dämpfungseinheit gewährleistet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Klemmvorrichtung ist das Vorrichtungsteil ein bezüglich einer Achse drehfestes, erstes Rampenelement mit ersten Schrägflächen und das Betätigungsteil ein um die Achse schwenkbares, zweites Rampenelement mit zweiten Schrägflächen, wobei die Rampenelemente durch wenigstens ein Federelement axial gegeneinander beaufschlagt sind, und wobei die ersten Schrägflächen und die zweiten Schrägflächen bei einer Relativdrehung um die Achse so zusammenwirken, dass sich die beiden Rampenelemente auch in axialer Richtung relativ zueinander bewegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen: - Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Klemmvorrichtung gemäß Figur 1 im zusammengesetzten Zustand;
- Figur 3 einen Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung gemäß Figur 1 in einer Fixierposition; - Figur 4 eine perspektivische Detailansicht eines Betätigungsteils für die Klemmvorrichtung gemäß Figur 1 ;
- Figur 5 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 6 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Klemmvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Fixierposition;
- Figur 7 einen Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung gemäß Figur 6 in einer Freigabeposition;
- Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Vorrichtungsteils der Klemmvorrichtung gemäß den Figuren 6 und 7; - Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines Betätigungsteils der Klemmvorrichtung gemäß den Figuren 6 und 7; und
- Figur 10 eine perspektivische Ansicht einer Lenksäulenverstellbaugruppe mit einer Klemmvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Klemmvorrichtung 10 für eine längsverstellbare und/oder höhenverstellbare Lenksäule 12 (siehe Figur 10) eines Fahrzeugs, mit einem Vorrichtungsteil 14 und einem Betätigungsteil 16, das relativ zum Vorrichtungsteil 14 bewegbar ist zwischen einer Freigabeposition, in der die Lenksäule 12 längsverstellbar und/oder höhenverstellbar ist, und einer Fixierposition, in der die Lenksäule 12 weder längsverstellbar noch höhenverstellbar ist, wobei eine Dämpfungseinheit 18 zur Dämpfung einer Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16 vorgesehen ist.
Konkret ist das Betätigungsteil 16 gemäß den Figuren 1 bis 5 relativ zu dem bezüglich einer Achse A drehfesten Vorrichtungsteil 14 zwischen der Freigabe- position und der Fixierposition um die Achse A schwenkbar. In den vorliegenden
Ausführungsbeispielen wird das Betätigungsteil 16 dabei manuell mittels eines Betätigungshebels 20 verschwenkt, der in Bezug auf die Schwenkachse A drehfest am Betätigungsteil 16 befestigt ist. Insbesondere greift ein axialer Fortsatz 22 des Betätigungsteils 16 (siehe Figur 5) axial in eine passgenaue Öffnung 24 des Betätigungshebels 20 ein, sodass sich in Umfangsrichtung eine drehfeste Formschlussverbindung zwischen dem Betätigungsteil 16 und dem Betätigungshebel 20 ergibt. Anschließend werden der Betätigungshebel 20 und das Betätigungsteil 16 auch in axialer Richtung aneinander fixiert, beispielsweise vercrimpt, verschweißt, verklebt oder auf sonstige Weise miteinander verbunden. Die Dämpfungseinheit 18 weist eine mit dem Vorrichtungsteil 14 fest verbundene sowie zur Achse A konzentrisch angeordnete, erste Dämpfungsfläche 26 und eine mit dem Betätigungsteil 16 fest verbundene sowie zur Achse A konzentrisch angeordnete, zweite Dämpfungsfläche 28 auf, wobei die beiden Dämpfungsflächen 26, 28 zumindest abschnittsweise aneinander angrenzen sowie durch einen in Umfangsrichtung umlaufenden, radialen Spalt 30 voneinander beabstandet sind. Wie in den Figuren 1 und 4 angedeutet, ist in dem Spalt 30 ein hochviskoses Material 32 zur Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16 vorgesehen. Konkret ist das hochviskose Material 32 beispielsweise ein viskoses Fett oder eine hochviskose Flüssigkeit, wobei die in dem hochviskosen Material 32 auftretenden Scherkräfte genutzt werden, um eine Relativbewegung der beiden Dämpfungsflächen 26, 28 zu dämpfen. Damit die Scherkräfte für eine wirksame Bewegungsdämpfung hoch genug sind, sollte eine Spaltbreite s des Spalts 30 (siehe Figur 3) im Wesentlichen konstant und nicht zu groß sein. So hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn die Spaltbreite s < 0,8 mm, insbesondere s < 0,5 mm ist und besonders bevorzugt bei s = 0,1 - 0,4 mm liegt.
Gegenüber reinen Endanschlagdämpfern weist die vorliegende Dämpfungseinheit 18 den Vorteil auf, dass sie die Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16 über den gesamten Weg des Betäti- gungsteils 16 zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition dämpft. Somit bleibt die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16 sowie die maximal erreichte Bewegungsenergie vergleichsweise gering und kann unter geringer Bauteilbeanspruchung am Ende der Relativbewe-
gung abgebaut werden. Dies führt neben einer geringeren Geräuschentwicklung auch zu einer höheren Lebensdauer der Klemmvorrichtung 10.
Um eine bessere Feinabstimmung der Dämpfung zu ermöglichen ist jedoch auch denkbar, dass der Weg des Betätigungsteils zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition sowohl aktive Dämpfungsabschnitte als auch inaktive Dämpfungsabschnitte aufweist, wobei die Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil und dem Betätigungsteil von der Dämpfungseinheit nur in den aktiven, nicht aber in den inaktiven Dämpfungsabschnitten gedämpft wird.
Gemäß den Figuren 1 bis 5 liegen die beiden Dämpfungsflächen 26, 28 jeweils auf der Mantelfläche eines Kreiszylinders. In diesem Fall kann das hochviskose Material 32 sowohl eine translatorische Relativbewegung in axialer Richtung als auch eine rotatorische Relativbewegung in Umfangsrichtung dämpfen, da die Spaltbreite s bei beiden Relativbewegungen im Wesentlichen konstant bleibt. Insbesondere bei (hauptsächlich) rotatorischen Relativbewegungen können die Dämpfungsflächen 26, 28 alternativ auch jeweils auf der konischen Mantelfläche eines Kreiskegels liegen.
Gemäß Figur 1 ist das Vorrichtungsteil 14 insbesondere ein Rampenelement, wobei eine radiale Außenseite des Rampenelements die erste Dämpfungsfläche 26 bildet. Da die axiale Klemmfunktion der Klemmvorrichtung 10 über das als Rampenelement ausgebildete Vorrichtungsteil 14 realisiert wird, ist das Vorrichtungsteil 14 in diesem Fall bevorzugt aus einem Sintermetall hergestellt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Vorrichtungsteil 14 auch ein relativ zur Achse A drehfest gelagerter Zugbolzen 34 der Klemmvorrichtung 10 sein, wie er in Figur 5 zu sehen ist. Ferner weist die Dämpfungseinheit 18 einen Ring 36 mit einer umlaufenden
Ringwand 38 auf, wobei der Ring 36 mit dem Betätigungsteil 16 drehfest verbunden ist, und eine radiale Innenseite der Ringwand 38 die zweite Dämpfungsfläche 28 bildet.
Wie in der Detailansicht des Betätigungsteils 16 gemäß Figur 4 zu sehen, weist das Betätigungsteil 16 im vorliegenden Fall sowohl einen radial äußeren Ring 36 als auch einen radial inneren Ring 36 auf. Die radiale Innenseite der Ringwand 38 des radial äußeren Rings 36 kann dabei die zweite
Dämpfungsfläche 28 bilden und mit der radialen Außenseite des Vorrichtungsteils 14 sowie dem hochviskosen Material 32 als Dämpfungseinheit 18 zusammenwirken.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die radiale Innenseite der Ringwand 38 des radial inneren Rings 36 die zweite Dämpfungsfläche 28 bilden und mit einer radialen Außenseite des Zugbolzens 34 sowie dem hochviskosen Material 32 als Dämpfungseinheit 18 zusammenwirken.
In diesem Zusammenhang ist allerdings hervorzuheben, dass die Dämpfungseinheit 18, welche durch die radiale Außenseite des Vorrichtungsteils 14 und die radiale Innenseite der Ringwand 38 des radial äußeren Rings 36 gebildet wird, aufgrund der größeren Dämpfungsflächen 26, 28 sowie des größeren Hebelarms eine deutlich wirksamere und stärkere Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16 bietet. Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Klemmvorrichtung 10 gemäß einer ersten
Ausführungsform, anhand derer die Funktionsweise der Klemmvorrichtung 10 kurz erläutert werden soll.
Die Figur 1 zeigt einen Teil des Betätigungshebels 20, das drehfest mit dem Betätigungshebel 20 verbundene Betätigungsteil 16 sowie das Vorrichtungsteil 14 in einer perspektivischen Explosionsansicht.
In Figur 2 sind die Bauteile aus Figur 1 zusammengesetzt dargestellt, wobei sich die Klemmvorrichtung 10 in ihrer Fixierposition befindet.
In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung 10 gemäß Figur 2 zu sehen. Dabei ist das Vorrichtungsteil 14 ein bezüglich der Achse A drehfestes, erstes Rampenelement mit ersten Schrägflächen 40 und das Betätigungsteil 16 ein zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition um die Achse A schwenkbares, zweites Rampenelement mit zweiten Schrägflächen 42, wobei die Rampenelemente durch wenigstens ein Federelement 44 (siehe Figur 10) axial gegeneinander beaufschlagt sind, wobei die ersten Schrägflächen 40 und die zweiten Schrägflächen 42 bei einer Relativdrehung um die Achse A so zusammenwirken, dass sich die beiden Rampenelemente auch in axialer Richtung relativ zueinander bewegen.
Die beiden Rampenelemente weisen in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd axiale Klemmnocken 46 mit Schrägflächen 40 bzw. 42 und Vertiefungen 48 auf.
Greifen die Klemmnocken 46 des ersten Rampenelements in die Vertiefungen 48 des zweiten Rampenelements ein und umgekehrt, so befindet sich die Klemmvorrichtung 10 bzw. das Betätigungsteil 16 in der Freigabeposition, in welcher die Lenksäule 12 längsverstellbar und/oder höhenverstellbar ist. Wird das als zweites Rampenelement ausgebildete Betätigungsteil 16 nunmehr gegenüber dem als erstes Rampenelement ausgebildete Vorrichtungsteil 14 verschwenkt, so gleiten die ersten und zweiten Schrägflächen 40, 42 der Klemmnocken 46 aneinander, wodurch sich das Vorrichtungsteil 14 und das Betätigungsteil 16 axial voneinander wegbewegen. Dabei werden das Betätigungsteil 16 und das Vorrichtungsteil 14 so weit gegeneinander verschwenkt, bis sich schließlich axiale Stirnflächen 50 der Klemmnocken 46, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Achse A erstrecken, aneinander abstützen. Das Betätigungsteil 16 bzw. die gesamte Klemmvorrichtung 10 hat dann die Fixierposition gemäß Figur 3 erreicht, in welcher die Lenksäule 12 so geklemmt ist, dass sie weder längsverstellbar noch höhenverstellbar ist. Anhand der perspektivischen Detailansicht des Betätigungsteils 16 in Figur 4 wird deutlich, dass der Ring 36 gemäß der ersten Ausführungsform der Klemmvorrichtung 10 einstückig in das Betätigungsteil 16 integriert ist. Das Betätigungsteil 16 ist hierbei ein Rampenelement und zusammen mit dem einstückig integrierten Ring 36 aus einem Sintermetall hergestellt. Zudem bilden der Ring 36 und das Betätigungsteil 16 eine topfförmige Aufnahme für das hochviskose Material 32, aus der durch Betätigung der Klemmvorrichtung 10 stets wieder hochviskoses Material 32 zwischen die Dämpfungsflächen 26, 28 gedrückt werden kann, um die Relativbewegung zwischen dem Betätigungsteil 16 und dem Vorrichtungsteil 14 zu dämpfen. Diese als Reservoir dienende, topfförmige Aufnahme für das hochviskose Material 32 stellt über eine große Anzahl von Betätigungszyklen der Klemmvorrichtung 10 eine zuverlässige Dämpfungsfunktion sicher und gewährleistet somit letztlich eine lange Lebensdauer der bewegungsgedämpften Klemmvorrichtung 10.
ln Bezug auf die Klemmvorrichtung 10 sind auch Ausführungsvarianten der ersten Ausführungsform denkbar, bei denen der Betätigungshebel 20 als Kunststoffspritzteil ausgeführt ist. Bevorzugt wird in diesem Fall das gesinterte Betätigungsteil 16 gemäß Figur 4 bei der Herstellung des Betätigungshebels 20 durch Umspritzen direkt in den Betätigungshebel 20 integriert. Die oben erwähnte Verbindung des Betätigungshebels 20 mit dem Betätigungsteil 16 durch Crimpen, Schweißen, Kleben oder Ähnliches kann infolge dieser unmittelbaren Umspritzung des Betätigungsteils 16 entfallen.
Die Figur 5 zeigt die Klemmvorrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche sich von der ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 4 lediglich dadurch unterscheidet, dass der Ring 36 und das Betätigungsteil 16 zwei separate Bauelemente sind, wobei der Ring 36 jedoch in Umfangsrichtung formschlüssig und drehfest mit dem Betätigungsteil 16 verbunden ist. Zur Realisierung der Formschlussverbindung weist die Ringwand 38 radial einwärts gerichtete Vorsprünge 52 auf, welche in entsprechende Aussparungen 54 des Betätigungsteils 16 eingreifen können.
Durch die bereits oben erwähnte, axiale Fixierung des Betätigungshebels 20 am Betätigungsteil 16 wird der Ring 36 axial geklemmt, sodass sich eine feste vormontierte Baueinheit aus dem Betätigungshebel 20, dem Ring 36 und dem Betätigungsteil 16 ergibt. Dementsprechend bilden der Ring 36 und das Betätigungsteil 16 auch in dieser Ausführungsform eine topfförmige Aufnahme für das hochviskose Material 32.
Das durch die Klemmfunktion relativ hoch beanspruchte Betätigungsteil 16 ist vorzugsweise aus einem Sintermetall hergestellt, wohingegen der separat herstellbare, deutlich geringer beanspruchte Ring 36 aus Kosten- und/oder Gewichtsgründen vorzugsweise ein Kunststoff ring ist.
In Bezug auf die Klemmvorrichtung 10 sind auch Ausführungsvarianten der zweiten Ausführungsform denkbar, bei denen der Betätigungshebel 20 als Kunststoffspritzteil ausgeführt ist, wobei der aus Kunststoff gefertigte Ring 36 gemäß Figur 5 vorzugsweise einstückig in den Betätigungshebel 20 integriert ist. Insbesondere lässt sich das gesinterte Betätigungsteil 16 gemäß Figur 5 in diesem Fall bei der Herstellung des Betätigungshebels 20 durch Umspritzen direkt in den Betätigungshebel 20 integrieren. Die oben erwähnte Verbindung des
Betätigungshebels 20 mit dem Betätigungsteil 16 durch Crimpen, Schweißen, Kleben oder Ähnliches kann infolge dieser unmittelbaren Umspritzung des Betätigungsteils 16 entfallen.
Die Figuren 6 und 7 zeigen die Klemmvorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform in der Fixierposition bzw. in der Freigabeposition. Dabei unterscheidet sich die dritte Ausführungsform der Klemmvorrichtung 10 von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen lediglich durch Konstruktionsdetails in Bezug auf die konkrete Anordnung der Dämpfungsflächen 26, 28 der Dämpfungseinheit 18, weshalb hinsichtlich der Funktionsweise und des generellen Konstruktions- prinzips der Klemmvorrichtung 10 explizit auf die Beschreibung der Figuren 1 bis 5 verwiesen und im folgenden lediglich auf konstruktive Unterschiede der dritten Ausführungsform eingegangen wird.
Zur Verdeutlichung der Bauteilgeometrie in der dritten Ausführungsform der Klemmvorrichtung 10 sind in den Figuren 8 und 9 perspektivische Detailansichten des Vorrichtungsteils 14 bzw. des Betätigungsteils 16 dargestellt.
Analog zu der anhand der Figuren 1 bis 4 strukturell und funktional ausführlich beschriebenen, ersten Ausführungsform ist das Vorrichtungsteil 14 gemäß Figur 8 ein bezüglich der Achse A drehfestes, erstes Rampenelement mit ersten Schrägflächen 40 und das Betätigungsteil 16 gemäß Figur 9 ein zwischen der Freigabeposition und der Fixierposition um die Achse A schwenkbares, zweites Rampenelement mit zweiten Schrägflächen 42. Da die axiale Klemmfunktion der Klemmvorrichtung 10 über die beiden Rampenelemente realisiert wird, sind das Vorrichtungsteil 14 und das Betätigungsteil 16 in diesem Fall bevorzugt aus einem Sintermetall hergestellt. Im Unterschied zur ersten und zweiten Ausführungsform der
Klemmvorrichtung 10 weist das Vorrichtungsteil 14 gemäß Figur 8 eine zur Achse A konzentrische, kreiszylindrische Ausnehmung 76 auf, wobei eine an die Ausnehmung 76 angrenzende radiale Innenseite des Vorrichtungsteils 14 die erste Dämpfungsfläche 26 bildet. Entsprechend weist das Betätigungsteil 16 gemäß Figur 9 einen kreiszylindrischen Fortsatz 78 auf, wobei eine radiale Außenseite des Fortsatzes 78 die zweite Dämpfungsfläche 28 bildet und mit der radialen Innenseite des Vorrichtungsteils 14 sowie dem hochviskosen Material 32 als Dämpfungseinheit 18 zusammenwirkt. Durch die kreiszylindrische
Ausnehmung 76 entsteht im Vorrichtungsteil 14 eine topfformige Aufnahme für das hochviskose Material 32, wobei der kreiszylindrische Fortsatz 78 des Betätigungsteils 16 in der Freigabeposition gemäß Figur 7 in die topfformige Aufnahme eintaucht, sodass durch Betätigung der Klemmvorrichtung 10 stets wieder hochviskoses Material 32 in den Spalt 30 zwischen den Dämpfungsflächen 26, 28 gedrückt wird, um die Relativbewegung zwischen dem Betätigungsteil 16 und dem Vorrichtungsteil 14 zu dämpfen.
Die kreiszylindrischen Dämpfungsflächen 26, 28 sind in der dritten Ausführungsform gemäß den Figuren 6 bis 9 radial innerhalb der Klemmnocken 46 und Vertiefungen 48 des Vorrichtungsteils 14 bzw. des Betätigungsteils 16 angeordnet und weisen einen größeren Durchmesser auf als der Zugbolzen 34 oder eine Zugbolzenöffnung 80 im Vorrichtungsteil 14. Gegenüber einer Dämpfungseinheit 18, welche durch die radiale Außenseite des Zugbolzens 40, die radiale Innenseite des radial inneren Rings 36 (siehe Figuren 4 und 5) und das hochviskose Material 32 gebildet wird, bietet die Dämpfungseinheit 18 gemäß den Figuren 6 bis 9 aufgrund der größeren Dämpfungsflächen 26, 28 sowie des größeren Hebelarms eine deutlich wirksamere und stärkere Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16. Hingegen bietet die Dämpfungseinheit 18 gemäß den Figuren 6 bis 9 gegenüber einer Dämpfungseinheit 18, welche durch die radiale Außenseite des Vorrichtungsteils 14, die radiale Innenseite des radial äußeren Rings 36 (siehe Figur 1 ) und das hochviskose Material 32 gebildet wird, aufgrund der kleineren Dämpfungsflächen 26, 28 sowie des kleineren Hebelarms, eine geringere Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Vorrichtungsteil 14 und dem Betätigungsteil 16.
Entsprechend wird in der dritten Ausführungsform der Klemmvorrichtung 10 eine vorteilhafte„mittlere" Dämpfung der Dämpfungseinheit 18 erreicht, welche zum einen die Bewegungsenergie zuverlässig und geräuscharm abbaut sowie zum anderen sicherstellt, dass das Betätigungsteil 16 (beaufschlagt durch das Federelement 44) relativ zum Vorrichtungsteil 14 bis in die Freigabeposition bewegt und nicht durch zu starke Dämpfung vorher gestoppt wird.
Um die Verwendung der Klemmvorrichtung 10 zu verdeutlichen, ist in Figur 10 eine Lenksäulenverstellbaugruppe 56 dargestellt, bei der eine Klemmvorrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 zum Einsatz kommt.
Hierbei ist die Lenksäule 12 mit einer um eine Lenksäulenachse B rotierbaren Lenkwelle 58 zu sehen, wobei die Lenksäule 12 in einem ersten Klemmträger 60 aufgenommen ist, der einen Schlitz 62 zum Längsverstellen der Lenksäule 12 aufweist.
Außerdem ist ein karosseriefester, zweiter Klemmträger 64 vorgesehen, der einen Schlitz 66 zur Neigungs- bzw. Höhenverstellung der Lenksäule 12 aufweist. Das Vorrichtungsteil 14 ist in Bezug auf die Achse A drehfest am zweiten Klemmträger 64 gehalten und kann lediglich längs des Schlitzes 66 verschoben werden.
Ferner ist ein Teleskoprohr 68 vorgesehen, in welches die Lenksäule 12 eingeschoben werden kann und an welchem die Klemmvorrichtung 10 befestigt ist. Der Zugbolzen 34 wird dabei durch die Schlitze 62, 66 der Klemmträger 60, 64, eine am Teleskoprohr 68 optional vorgesehene Hülse 70 sowie das Vorrichtungsteil 14, das Betätigungsteil 16 und den Betätigungshebel 20 geführt sowie abschließend mit einem Axialwälzkörperlager 72 und einer Bolzenmutter 74 gesichert. Die Hülse 70 ist dabei Teil einer optionalen Energieabsorptionseinrichtung, durch die im Crash-Fall definiert Energie abgebaut werden kann.
Die beiden Klemmträger 60, 64 wirken in Bezug auf die Achse A als Federelemente und beaufschlagen, genau wie das Federelement 44, den Zugbolzen 34 mit einer Zugkraft. Dadurch wird in der Freigabeposition der Klemmvorrichtung 10 sichergestellt, dass die Lenksäule 12 in den Klemmträgern 60, 64 über die Schlitze 62, 66 sowohl längs- als auch höhenverstellbar ist. In der Fixierposition werden die Klemmträger 60, 64 durch die Klemmvorrichtung 10 jedoch in Bezug auf die Achse A axial zusammengedrückt und dabei so gegen die Lenksäule 12 gepresst, dass diese in ihrer Position festgeklemmt und fixiert ist.