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Die
Erfindung betrifft eine verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer
in mindestens einer Stellrichtung verstellbaren Stelleinheit, einer
in diese Stellrichtung unverstellbaren Halteeinheit und einer Feststelleinrichtung,
in deren geöffnetem
Zustand die Stelleinheit gegenüber
der Halteeinheit zur Einstellung der Position der Lenksäule verstellbar
ist und in deren geschlossenem Zustand die Stelleinheit gegenüber der
Halteeinheit von der Feststelleinrichtung festgestellt ist und die
einen Spannbolzen, der Öffnungen
in der Stelleinheit und Halteeinheit durchsetzt, mindestens eine
vom Spannbolzen durchsetzte Zahnplatte, die mindestens eine Verzahnung
mit vom Spannbolzen weggerichteten Zähnen aufweist, und mindestens
eine dem Spannbolzen zugewandte Verzahnung der Halteeinheit zum
Zusammenwirken mit der mindestens einen Verzahnung der Zahnplatte im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung umfasst.
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Verstellbare
Lenksäulen
dienen zur Anpassung der Position des Lenkrades an die Sitzposition des
Fahrers und sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Neben
verstellbaren Lenksäulen,
die nur in die Längen-
oder Höhen-
bzw. Neigungsrichtung verstellbar sind, sind sowohl in die Längen- als
auch Höhen-
bzw. Neigungsrichtung verstellbare Lenksäulen bekannt. Beispielsweise
geht eine derartige verstellbare Lenksäule aus der
EP 0 802 104 A1 hervor.
Im geöffneten
Zustand der Feststelleinrichtung ist eine Stelleinheit, welche die
Lenkspindel drehbar lagert, gegenüber einer chassisfesten Halteeinheit
sowohl in Richtung einer Längenverstellung
als auch in Richtung einer Höhen-
bzw. Neigungsverstellung der Lenksäule verstellbar. Um die Haltekräfte im geschlossenen
Zustand der Feststelleinrichtung zu erhöhen, umfasst die Feststelleinrichtung
nach Art einer Lamellenkupplung zusammenwirkende sich kreuzende
Lamellenpakete.
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Für verstellbare
Lenksäulen
stellt sich das Problem, dass im Crash-Fall ein unkontrolliertes
Verstellen der Lenksäule
verhindert werden muss, damit beispielsweise die Funktion des Airbags
nicht beeinträchtigt
wird und/oder die Energie beim Aufprall des Fahrers auf das Steuerrad
kontrolliert abgebaut werden kann. Gleichzeitig soll die Feststelleinrichtung leichtgängig und
mit geringen Wegen der Betätigungsglieder
geöffnet
und geschlossen werden können
und nur wenig Bauraum einnehmen.
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Neben
verstellbaren Lenksäulen
mit reibschlüssig
wirkenden Feststelleinrichtungen sind formschlüssig wirkende Feststelleinrichtungen
bekannt, bei denen im geschlossenen Zustand gezahnte Feststellelemente
miteinander in Eingriff gelangen. Ein Problem besteht hierbei darin,
dass beim Schließen
die Zähne
der Feststellelemente direkt aufeinander treffen können. Verschiedene
Einrichtungen, die dies verhindern sollen, sind bekannt geworden.
Aus der
EP 1 500 570
A2 sind hierbei Feststellelemente eingesetzt, die Reihen
von zueinander versetzten Zahnungen aufweisen. Die Verzahnungen
sind hierbei an zueinander keilförmig
stehenden Flächen
von Zahnleisten angeordnet, die in einem vom Spannbolzen der Feststelleinrichtung
durchsetzten Grundkörper
gehalten sind.
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Aus
der
US 6,139,057 A ist
eine formschlüssig
wirkende Feststelleinrichtung bekannt, bei welcher durch das Schließen der
Feststelleinrichtung durch einen Betätigungshebel verschwenkbare Zahnteile
mit Gegenverzahnungen in Eingriff gelangen. Um, falls beim Schließen der
Feststelleinrichtung die Spitzen der Zähne der Verzahnung eines Zahnteils
auf die Spitzen der Zähne
der Gegenverzahnung (diese Stellung wird auch als „Zahn-auf-Zahn-Stellung" bezeichnet) auftreffen, dennoch
ein vollständiges
Verschwenken des Betätigungshebels
in seine Schließstellung
ohne einen zu großen
Widerstand zu ermöglichen,
sind die die Verzahnungen tragenden Blechplatten gegenüber der sie
tragenden Welle elastisch gelagert. Um bei allen Einstellpositionen
der Stelleinheit einen Zahneingriff zu erhalten, sind für jede Stellrichtung
zwei nebeneinanderliegende Zahnplatten mit versetzten Zähnen vorgesehen.
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Weiters
geht aus der
US
2006/0090586 A1 eine verstellbare Lenksäule der eingangs genannten Art
hervor, bei der im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung
zur reibschlüssigen
Halterung der Stelleinheit gegenüber
der Halteeinheit Seitenwangen der chassisfesten Halteeinheit an
die Stelleinheit angedrückt
sind. Um im Crash-Fall ein Aufrichten (= eine Neigungs- bzw. Höhenverstellung)
der Lenksäule
zu verhindern, ist zusätzlich
eine drehbar auf dem Spannbolzen angeordnete Zahnplatte mit einer
an einem Seitenrand ausgebildeten Verzahnung vorgesehen. Beim Schließen des
Spannhebels wird die Verzahnung der Zahnplatte mittels einer vom Spannhebel
mitgenommenen Feder gegen eine Gegenverzahnung gedrückt. Beim Öffnen des
Spannhebels wird die Zahnplatte durch einen Mitnehmer des Spannhebels
um die Achse des Spannbolzens verschwenkt und außer Eingriff mit der Gegenverzahnung
gebracht. Im Crash-Fall wird die Verzahnung, falls sie beim Schließen der
Feststelleinrichtung nicht bereits mit der Gegenverzahnung in Eingriff
gebracht worden ist, nach einer kleinen anfänglichen Verschiebung der Stelleinheit
und einer damit einhergehenden Verschiebung des Spannbolzens und
der auf diesem angeordneten Zahnplatte mit der Gegenverzahnung in
Eingriff gebracht. Da die Zahnplatte im geschlossenen Zustand der
Feststelleinrichtung nur durch die Feder gegen die Gegenverzahnung
gedrückt
wird, kann im Crash-Fall eine Gefahr des Durchrutschens der beiden
Verzahnungen bestehen bzw. muss die Feder sehr stark ausgelegt werden,
wodurch die Schließkraft
für die
Feststelleinrichtung erhöht
wird.
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Die
DE 10 2004 051 060
B3 zeigt eine verstellbare Lenksäule, bei der eine Crash-Blockiereinrichtung
vorhanden ist, von der im Crash-Fall eine zusätzliche Haltekraft gegen eine
Verschiebung der Stelleinheit gegenüber der Halteeinheit ausgeübt wird.
Hierbei wird im Crash-Fall
ein Klemmkeil in einen Spalt zwischen der Stelleinheit und der Halteeinheit
eingeschoben. Der Klemmkeil steht mit einem beim Öffnen und
Schließen
der Feststelleinrichtung sich bewegenden Teil der Feststelleinrichtung
in Verbindung, sodass beim Schließen der Feststelleinrichtung
eine Kontaktfläche
des Klemmkeils an eine Anlagefläche
der Stelleinheit anlegbar ist, um den Klemmkeil im Crash-Fall bei
einer einsetzenden Verschiebung der Stelleinheit von dieser mitzunehmen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine verstellbare Lenksäule der eingangs genannten
Art bereitzustellen, bei der im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung
in einfacher Weise zumindest in einer vorgegebenen Stellrichtung
einer Verschiebung der Stelleinheit gegenüber der Halte einheit auch bei
höheren
einwirkenden Kräften
entgegengewirkt wird, wobei die Bedienkräfte der Feststelleinrichtung
auf einem niedrigen Niveau gehalten sind. Erfindungsgemäß gelingt
dies durch eine verstellbare Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Bei
einer Lenksäule
der Erfindung ist eine unter der von der Feststelleinrichtung in
ihrem geschlossenen Zustand ausübbaren
Spannkraft elastisch biegbare Zahnplatte zwischen der Halteeinheit und
einem von der Achse des Spannbolzens durchsetzten Andrückteil angeordnet.
Die mindestens eine Verzahnung der Zahnplatte ist vom Spannbolzen weggerichtet
und ihre Zähne
sind vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse des Spannbolzens und rechtwinklig
zur Stellrichtung ausgerichtet, in die die Zahnplatte wirksam ist.
Die mindestens eine Verzahnung der Halteeinheit, die mit der mindestens
einen Verzahnung der Zahnplatte zusammenwirkt, ist dem Spannbolzen
zugewandt und die Zähne
dieser Verzahnung sind vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse
des Spannbolzens und rechtwinklig zur Stellrichtung ausgerichtet,
in die die Zahnplatte wirksam ist.
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Beim
Schließen
der Feststelleinrichtung wird die Zahnplatte vom Andrückteil gegen
die Halteeinrichtung gedrückt,
wobei die Zähne
der mindestens einen Verzahnung der Zahnplatte entweder direkt in Eingriff
mit den entsprechenden Zähnen
der mindestens einen Verzahnung der Halteeinheit gelangen oder unter
elastischer Durchbiegung der Zahnplatte auf den Seitenflächen der
Zähne der
Verzahnung der Halteeinheit aufliegen. Im letzteren Fall kommt es erst
zu einem gegenseitigen Zahneingriff, wenn die Zahnplatte bei einer
ausreichend hohen Krafteinwirkung in die Stellrichtung, in welche
sie wirkt, gegenüber
der Halteeinheit durchzurutschen beginnt und nach einer geringen
Verschiebung der Zahnplatte gegenüber der Halteeinheit die Zähne der
Zahnplatte neben die Zahnzwischenräume der Verzahnung der Halteeinheit
gelangen und durch die Elastizität
der Platte in diese Zahnzwischenräume eingedrückt werden. Beim Öffnen der
Feststelleinrichtung wird das Andrückteil durch Federkraft von
der Halteeinheit weggedrückt
und die mindestens eine Verzahnung der Zahnplatte wird durch Federkraft
in achsialer Richtung des Spannbolzens von der mindestens einen
Verzahnung der Halteeinheit durch Federkraft distanziert. Diese
Federkraft kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von
der elastischen Zahnplatte selbst aufgebracht werden, beispielsweise
indem diese mit federelastischen Armen ausgestattet ist, die sich
an der Halteinheit abstützen. Hierbei
kann die Zahnplatte auch eine üblicherweise vorhandene Öffnungsfeder
der Feststelleinrichtung ersetzen. Statt dessen oder zusätzlich könnte auch mindestens
ein separates Federelement vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung
die Stelleinheit gegenüber
der Halteeinheit gegen eine Verstellung in die mindestens eine Stellrichtung
reibschlüssig
gehalten ist. Es sind also durch die Feststelleinrichtung aneinander
angedrückte
Reibflächen der
Stelleinheit und Halteeinheit vorhanden, die Feststellelemente der
Feststelleinrichtung bilden. Die mindestens eine Verzahnung der
Zahnplatte und die mit dieser Verzahnung zusammenwirkende Verzahnung
der Halteeinheit bilden zusätzliche
formschlüssig
wirkende Feststellelemente, die im Crash-Fall zumindest bei einer
einsetzenden Verschiebung der Stelleinheit gegenüber der Halteeinheit in die
Stellrichtung, in welche die Zahnplatte wirkt, in Eingriff gelan gen,
um eine weitere Verschiebung der Stelleinheit in diese Stellrichtung
zu verhindern. Auch bei in anderer Weise aufgebrachten relativ hohen
auf die Lenksäule
einwirkenden Kräften,
beispielsweise wenn sich der Fahrer am Lenkrad hochzieht, wirken diese
formschlüssigen
Feststellelemente einer Verschiebung in die vorgesehene Verstellrichtung
entgegen, zumindest nach einer geringfügigen anfänglichen Verschiebung.
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Die
mögliche
anfängliche
Verschiebung, vor die Verzahnungen der Zahnplatte und der Halteeinheit
ineinander eingreifen, ist kleiner als der Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Zähnen
dieser Verzahnungen.
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Die
Stelleinheit, die von der mit dem Chassis des Kraftfahrzeugs verbindbaren
Halteeinheit getragen ist, kann in einer Ausführungsform der Erfindung direkt
die Lenkspindel drehbar lagern (und als sogenanntes Mantelrohr ausgebildet
sein). In einer anderen Ausführungsform
kann die Stelleinheit eine Manteleinheit in eine weitere Stellrichtung
verstellbar lagern, welche ihrerseits die Lenkspindel drehbar lagert.
In beiden Fällen
trägt die
Stelleinheit die Lenkspindel.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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Die 1a bis 3a Schrägsichten
einer Seitenwange einer Halteeinheit zusammen mit der Zahnplatte
zur Erläuterung
des Funktionsprinzips;
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die 1b bis 3b vergrößerte Ausschnitte
der 1a bis 3a;
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die 4 bis 6 den 1a bis 3a entsprechende
Darstellungen, aber aus einem anderen Blickwinkel, wobei in 4 zusätzlich das
Andrückteil
nach Art einer Explosionsdarstellung von den anderen Teilen abgehoben
dargestellt ist;
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7 eine
Schrägsicht
einer Lenksäule
gemäß der Erfindung,
wobei für
die Erfindung unwesentliche Teile weggelassen sind, im geöffneten
Zustand der Feststelleinrichtung;
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8 eine
Darstellung entsprechend 7, aber im geschlossenen Zustand
der Feststelleinrichtung;
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9 eine
Darstellung entsprechend 8, aber die Verzahnungen der
Zahnplatte und der Halteeinheit im gegenseitigen Eingriff;
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10 eine
Schrägsicht
eines weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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11 eine
Schrägsicht
eines dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, Teile der Feststelleinrichtung explosionsartig auseinandergezogen
dargestellt;
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12 eine
Schrägsicht
eines vierten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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13 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Andrückteils.
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Anhand
der 1 bis 6 soll zunächst das
Funktionsprinzip der Zahnplatte der erfindungsgemäßen Lenksäule erläutert werden.
Die Zahnplatte 1, die auch als „Zahnlamelle" oder „Zahnscheibe" bezeichnet werden
könnte,
besitzt mindestens eine Verzahnung 2, deren Zähne in einer
Reihe liegen, die sich in die Stellrichtung 3 erstreckt,
in welcher die Zahnplatte 1 wirksam ist. Die mindestens
eine Verzahnung 2 ist von einem Spannbolzen der Feststelleinrichtung
weggerichtet, von dem in 1a nur
die Längsachse 4 dargestellt
ist. Die Kämme 34 der
Zähne der
Verzahnung 2 erstrecken sich in Richtung parallel zur Längsachse 4 des
Spannbolzens.
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Vorzugsweise
ist die mindestens eine Verzahnung 2 an einem zumindest
im Wesentlichen in die Stellrichtung 3, in der die Zahnplatte 1 wirksam ist,
sich erstreckenden Seitenrand der Zahnplatte 1 ausgebildet.
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Ein
Teil der Halteeinheit 5, vorzugsweise eine Seitenwange 6 der
Halteeinheit 5 weist mindestens eine Verzahnung 7 auf,
die in einer Reihe liegen, die sich in die Stellrichtung 3 erstreckt
und die zum Zusammenwirken mit der mindestens einen Verzahnung 2 der
Zahnplatte 1 vorgesehen ist. Diese mindestens eine Verzahnung 7 ist
der Längsachse 4 zugewandt.
Die Kämme 35 der
Zähne der
Verzahnung 7 erstrecken sich in Richtung parallel zur Längsachse 4 des
Spannbolzens. Vorzugsweise weist die Zahnplatte 1 erste
und zweite solche Verzahnungen 2 auf, die voneinander weggerichtet
sind und die Halteeinheit 5 weist erste und zweite solche
Verzahnungen 7 auf, die einander zugewandt sind und zum
Zusammenwirken mit den ersten und zweiten Verzahnungen 2 der
Zahnplatte 1 vorgesehen sind.
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Im
geöffneten
Zustand der Feststelleinrichtung ist die mindestens eine Verzahnung 2 der
Zahnplatte 1 von der mindestens einen Verzahnung 7 der Halteeinheit 5 in
Richtung der Längsachse 4 distanziert,
vgl. 1 und 4. Wenn
die Feststelleinrichtung geschlossen wird, so wird die mindestens eine
Verzahnung 2 der Zahnplatte 1 in Richtung zur Halteeinheit 5 verschoben.
Diese Verschiebung erfolgt mittels eines Andrückteils 8 der Feststelleinrichtung,
welches in 4 von der Zahnplatte 1 und
Halteeinheit 5 weggezogen dargestellt ist. Wenn sich beim
Andrücken
der Zahnplatte 1 an die Halteeinheit 5 die Zähne der
mindestens einen Verzahnung 2 nicht gerade in einer Stellung
befinden, in der sie in die Zahnzwischenräume der mit dieser Verzahnung 2 zusammenwirkenden
Verzahnung 7 der Halteeinheit 5 einfahren können, so
kommt es zur gegenseitigen Anlage der einander zugewandten Seitenfläche der Zähne, vgl. 2 und 5. Da sich
die mindestens eine Verzahnung 2 der Zahnplatte 1 seitlich
des Andrückbereichs
befindet, über
welchen das Andrückteil 8 an
der Zahnplatte 1 anliegt, und aufgrund der Elastizität der Zahnplatte 1 kann
die Zahnplatte 1 in diesem Andrückbereich vom Andrückteil 8 an
die Oberfläche
der Halteeinheit 5 angedrückt werden, sodass ein Betätigungshebel
der Feststelleinrichtung trotz der aufeinander aufliegenden Zähne der
Verzahnungen 2, 7 ohne merklich größeren Kraftaufwand
in die Schließstellung
gebracht werden kann.
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Wenn
die Zahnplatte 1 ausgehend von der in den 2 und 5 dargestellten
Stellung geringfügig
in die Stellrichtung 3 verschoben wird, so gelangen die
Zähne der
mindestens einen Verzahnung 2 neben die Zahnzwischenräume der
Zähne der
Verzahnung 7, sodass die Zähne der Verzahnung 2 aufgrund
der Rückstellkraft
der elastischen Zahnplatte 1 in die Zahnzwischenräume der
Zähne der
Verzahnung 7 einschnappen. Dieser Zustand, in dem die Zähne der
Verzahnungen 2, 7 im Eingriff sind, ist in den 3 und 6 dargestellt.
Abhängig
von der Stellposition der Zahnplatte 1 gegenüber der
Halteeinheit 5 beim Schließen der Feststelleinrichtung kann
dieser in den 3 und 6 dargestellte
Zustand auch gleich nach dem Schließen der Feststelleinrichtung
eingenommen werden.
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Die
Zahnplatte 1 besitzt federelastische Arme 9, 10,
die sich an der Halteeinheit 5 abstützen. Wenn die Feststelleinrichtung
geöffnet
wird, so wird von diesen elastischen Armen 9, 10 der
die mindestens eine Verzahnung 2 aufweisende Abschnitt
der Zahnplatte 1 und mit diesem das Andrückteil 8 von der
Halteeinheit 5 weggedrückt,
wodurch die Zähne der
mindestens einen Verzahnung 2 wiederum von den Zähnen der
mindestens einen Verzahnung 7 in Richtung der Längsachse 4 distanziert
werden und der Zustand gemäß 1 eingenommen wird.
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Bevorzugt
ist die Zahnplatte als einteiliges Blechstanzteil ausgebildet.
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Grundsätzlich könnte die
Zahnplatte 1 auch nur eine Verzahnung 2 aufweisen,
die mit einer Verzahnung 7 der Halteeinheit 5 zusammenwirkt.
Der gegenüberliegende
Seitenrand könnte
beispielsweise glatt ausgebildet sein und frei sein oder im geschlossenen
Zustand der Feststelleinrichtung mit dem in die Stellrichtung 3 sich
erstreckenden Rand eines Steges der Halteeinheit 5 zusammenwirken.
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Anstelle
der elastischen Arme 9, 10 oder zusätzlich zu
diesen kann auch mindestens eine separate Feder vorgesehen sein,
um die Verzahnungen 2, 7 im geöffneten Zustand der Feststelleinrichtung
zu distanzieren.
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In
der Folge wird anhand der 7 bis 9 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer Lenksäule
gemäß der Erfindung
beschrieben, in welche die zuvor beschriebenen Teile integriert
sind. Die Lenksäule umfasst
eine am Chassis eines Kraftfahrzeuges befestigbare Halteeinheit 5.
Gegenüber
der Halteeinheit 5 ist eine Stelleinheit 11 im
geöffneten
Zustand einer Feststelleinrichtung 12 in die der Höhen- bzw. Neigungsverstellung
entsprechende Stellrichtung 3 verstellbar. Hierbei kann
die Stelleinheit 11 um eine Schwenkachse 13 verschwenkt
werden, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel
von einem am Chassis des Kraftfahrzeugs befestigbaren Haltebügel 14 gebildet
wird, der die Stelleinheit 11 um die Schwenkachse 13 verschwenkbar
lagert. Die Stellrichtung 3 kann an jenem Punkt des Kreisbogens,
den die Längsachse 4 des
Spannbolzens 19 beschreibt als Tangente an diesem Kreisbogen
angesehen werden; die Stellrichtung 3 könnte auch angenähert als
Tangente am Punkt einer Mittelstellung angesehen werden. Wenn also
in der Erfindung von einer Verzahnung, die sich in die Stellrichtung
erstreckt, gesprochen wird, so ist damit die Ausrichtung auf einer Kreisbahn
oder einer entsprechend angenäherten Geraden
damit umfasst. So ist auch die Begriffsbildung „im Wesentlichen" in Bezug auf die
Verstellrichtung zu verstehen.
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Die
Halteeinheit 5 besitzt beidseitig der Stelleinheit 11 angeordnete
Seitenwangen 6, 15. Im geschlossenen Zustand der
Feststelleinrichtung sind die Seitenwangen 6, 15 beidseitig
gegen die Stelleinheit 11 verspannt, wobei die Stelleinheit 11 gegen eine
Verschiebung in die Stellrichtung 3 reibschlüssig gehalten
ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß den 7 bis 9 ist
weiters eine von der Stelleinheit 11 zumindest teilweise
umschlossene Manteleinheit 16 vorhanden, welche einen an
das lenkradseitige Ende der Lenksäule anschließenden Abschnitt
der Lenkspindel, von der in den 7 bis 9 lediglich
die Längsachse 17 dargestellt
ist, drehbar lagert. Die Manteleinheit 16 kann im geöffneten
Zustand der Feststelleinrichtung 12 gegenüber der
Stelleinheit 11 in die der Längenverstellung entsprechende
Stellrichtung 18 verschoben werden. Im geschlossenen Zustand
der Feststelleinrichtung 12 ist die Stelleinheit 11 gegen
die Manteleinheit 16 verspannt, wodurch die Längsverstellung
der Manteleinheit 16 reibschlüssig festgestellt ist.
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Die
Manteleinheit 16 weist an der von der Längsachse 17 der Lenkspindel
weggerichteten Oberfläche
in Umfangsrichtung mehrere ebene Flächenabschnitte auf, die zumindest
teilweise als Reibflächen
wirken. Die Stelleinheit 11, die die Manteleinheit 16 zumindest
teilweise umschließt,
weist an ihrer zur Längsachse 17 gerichteten
Oberfläche
ebenfalls mehrere ebene Flächenabschnitt
auf, die zumindest teilweise als Reibflächen wirken. Die ebenen Flächenabschnitt
der Manteleinheit 16 und der Stelleinheit 11 erstrecken
sich in Richtung der Längsachse 17 der
Lenkspindel. Vorzugsweise sind je drei solcher ebener Flächenabschnitte,
die jeweils winkelig zueinander stehen, im geschlossenen Zustand
der Feststelleinrichtung 12 in reibschlüssigen Kontakt bringbar, um
die eingestellte Längsposition
der Manteleinheit 16 zu fixieren. Durch diese Ausbildung
ist die Manteleinheit 16 gegenüber der Stelleinheit 11 weiters
um die Längsachse 17 der
Lenkspindel verdrehgesichert. Anstelle einer rein reibschlüssigen Feststellung
der Manteleinheit 16 gegenüber der Stelleinheit 11 im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 könnte diese
Feststellung auch reib- und formschlüssig sein.
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Anstelle
der reibschlüssigen
Halterung der Stelleinheit 11 gegenüber der Halteeinheit 5 im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 könnte diese
Halterung auch reib- und formschlüssig sein.
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Die
Feststelleinrichtung 12 weist einen Öffnungen in der Stelleinheit 11 und
Halteeinheit 5 durchsetzenden Spannbolzen 19 auf,
der quer, insbesondere rechtwinklig, zur Längsachse 17 der Lenkspindel
ausgerichtet ist. Bei einer Verstellung der Stelleinheit 11 gegenüber der
Halteeinheit 5 in die Stellrichtung 3 bewegt sich
der Spannbolzen 19 mit der Stelleinheit 11 in
die Stellrichtung 3 mit. Die Öffnungen der Stelleinheit 11 für den Spannbolzen 19 weisen
hierfür
gegenüber
diesem nur ein geringes Spiel auf. Die Öffnungen in den Seitenwangen 6, 15 der
Halteeinheit 5 sind dagegen als in die Stellrichtung 3 sich
erstreckende Langlöcher 20, 21 ausgebildet.
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Die
Feststelleinrichtung 12 umfasst weiters einen zwischen
einer Offen- und einer Schließstellung
um die Längsachse 4 des
Spannbolzens 19 verschwenkbaren Betätigungshebel 22. Bei
seiner Verschwenkung nimmt der Betätigungshebel 22 eine
auf dem Spannbolzen 19 drehbar angeordnete Keilscheibe 23 mit,
die mit dem ebenfalls vom Spannbolzen 19 durchsetzten Andrückteil 8 zusammenwirkt, welches
in diesem Ausführungsbeispiel
als weitere Keilscheibe ausgebildet ist. Beim Verschwenken des Betätigungshebels 22 wirken
Schrägflächen der
Keilscheibe 23 und des als Keilscheibe ausgebildeten Andrückteils 8 zusammen,
wodurch einerseits das Andrückteil 8 in
Richtung zur Seitenwange 6 gedrückt wird und andererseits der
Spannbolzen 19 gegenüber
der Halteeinheit 5 verschoben wird, wobei ein Gegenhalteteil 24,
beispielsweise eine auf den Spannbolzen 19 aufgeschraubte
Mutter, gegen die auf der gegenüberliegenden
Seite der Stelleinheit 11 liegende Seitenwange 15 gezogen
wird. Durch den auf diese Weise ausgebildeten Spannmechanismus wird
die Zahnplatte 1 vom Andrückteil 8 an die Seitenwange 6 angedrückt und
werden die Seitenwangen 6 und 15 an die Stelleinheit 11 beidseitig
angedrückt,
wodurch die Stelleinheit 11 gegenüber der Halteeinheit 5,
insbesondere reibschlüssig,
gehalten ist.
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Weiters
wird von der Zahnplatte 1 im Zusammenwirken mit der mindestens
einen Verzahnung 7 der Seitenwange 6 bei einer
höheren
in die Stellrichtung 3 einwirkenden Kraft, die die von
den Seitenwangen 6, 15 auf die Stelleinheit 11 ausgeübte Haltekraft überwinden
würde,
einer Verstellung in die Stellrichtung 3 entgegen, zumindest
nach einem geringfügigen
anfänglichen
Verrutschen der Zahnplatte 1 gegenüber der Seitenwange 6,
bis die Zähne
der Verzahnungen 2, 7 in Eingriff gelangen, wie
es in der 9 veranschaulicht ist.
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Bei
einer Verstellung der Stelleinheit 11 gegenüber der
Halteeinheit 5 in die Stellrichtung 3 wird die
Zahnplatte 1 mit dem Spannbolzen 19 in die Stellrichtung 3 mitgenommen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
erfolgt diese Mitnahme über
das Andrückteil 8,
welches in eine vom Spannbolzen 19 durchsetzte Fensterausnehmung 25 der
Zahnplatte 1 ragende Fortsätze 26, 27 aufweist.
Diese Fortsätze
sind in den 4 und 13 ersichtlich.
Die Fortsätze 26, 27 sind
hierbei so lang, dass sie auch in das Langloch 20 der Seitenwange 6 ragen,
und zwar auch im geöffneten
Zustand der Feststelleinrichtung. Hierdurch wird einerseits eine
Verdrehsicherung des Andrückteils 8 erreicht
und andererseits die Ausrichtung der Zahnplatte 1 gegenüber der
Seitenwange 6 bewirkt.
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Der
geöffnete
Zustand der Feststelleinrichtung ist in 7 dargestellt.
Die Lenksäule
kann hier in die Stellrichtungen 3, 18 verstellt
werden. Die Lage der Zahnplatte 1 gegenüber der Seitenwange 6 entspricht
der in den 1 und 4 dargestellten.
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8 zeigt
den geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung, wobei die Lage
der Zahnplatte 1 gegenüber
der Seitenwange 6 der in 2 und 5 dargestellten
Lage entspricht.
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9 zeigt
den geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung, wenn die Zähne der
Verzahnungen 2, 7 miteinander in Eingriff sind.
Die Lage der Zahnplatte 1 gegenüber der Seitenwange 6 entspricht
der in den 3 und 6 dargestellten Lage
und diese Lage kann wie bereits erläutert direkt nach dem Schließen der
Feststelleinrichtung eingenommen werden, falls beim Schließen der
Feststelleinrichtung die Zähne
der Verzahnungen 2 den Zahnzwischenräumen der Zähne der Verzahnungen 7 direkt
gegenüberliegen
und umgekehrt, oder ausgehend von der in 8 dargestellten
Lage erreicht werden, indem auf die Stelleinheit 11 eine
Kraft in die Stellrichtung 3 einwirkt, die die Haltekraft übersteigt, welche
durch die übrigen
zwischen der Stelleinheit 11 und der Halteeinheit 5 in
diese Stellrichtung 3 wirkenden Feststellelemente bewirkt
wird.
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Die
Zahnplatte könnte
auch auf der dem Betätigungshebel 22 gegenüberliegenden
Seite der Halteeinheit 5 angeordnet sein und mit mindestens einer
Verzahnung der Seitenwange 15 zusammenwirken. Das die Zahnplatte 1 im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 an die
Seitenwange 15 andrückende
Andrückteil
könnte
beispielsweise auch von einem Bolzenkopf des Spannbolzens 19 gebildet
werden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 10 dargestellt. Die Stelleinheit 11 ist hier
gegenüber
der Halteeinheit 5 im geöffneten Zustand der Feststelleinrichtung 12 sowohl
in die der Höhen-
bzw. Neigungsverstellung entsprechende Stellrichtung 3 als
auch in die der Längenverstellung entsprechende
Stellrichtung 18 verstellbar. Der quer, insbesondere rechtwinklig,
zur Längsachse
der Lenkspindel 28 stehende Spannbolzen 19 durchsetzt hierzu
nicht nur Langlöcher
in den Seitenwangen 6, 15, die in die Stellrichtung 3 ausgerichtet
sind, sondern auch Langlöcher
in der Stelleinheit 11, die in die Stellrichtung 18 ausgerichtet
sind. Die Stelleinheit 11 lagert hier direkt die Lenkspindel 28 drehbar
(bildet also ein sogenanntes Mantelrohr bzw. eine Manteleinheit).
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Im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 ist die
Stelleinheit 11 zwischen den Seitenwangen 6, 15 festgeklemmt.
Die Zahnplatte 1 wirkt mit der mindestens einen Verzahnung 7 der
Seitenwange 6 der Halteeinheit 5 in der bereits
beschriebenen Weise zusammen, wobei der Spannbacken 32 hier
das die Zahnplatte 1 im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung
gegen die Halteeinheit 5 andrückende Andrückteil bildet.
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Zusätzlich ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
ein Klemmkeil
29 vorhanden, durch den im Crash-Fall eine zusätzliche
Haltekraft gegenüber
einer Verstellung der Stelleinheit
11 in die Stellrichtung
18 bewirkt
wird. Der Klemmkeil
29 ist im geschlossenen Zustand der
Feststelleinrichtung an eine Anlagefläche
30 der Stelleinheit
11 angelegt
und steht mit dieser im formschlüssigen
und/oder reibschlüssigen Kontakt.
Dadurch wird der Klemmkeil
29 im Crash-Fall bei einer einsetzenden
Verschiebung entlang der Verstellrichtung
18 der Stelleinheit
11 gegenüber der
Halteeinheit
5 von der Stelleinheit
11 mitgenommen
und kann sich in einem Spalt zwischen der Stelleinheit
11 und
der Halteeinheit
5, insbesondere der Seitenwange
6 der
Halteeinheit
5, verkeilen. Beim Öffnen der Feststelleinrichtung
wird der Klemmkeil
29 von der Anlagefläche
30 der Stelleinheit
11 abgehoben.
Hierzu ist er vorzugsweise an einem Tragarm
31 angebracht, über den
er mit einem beim Öffnen
und Schließen
der Feststelleinrichtung
12 sich bewegenden Teil der Feststelleinrichtung
in Verbindung steht, insbesondere dem Spannbolzen
19 oder
einem auf dem Spannbolzen
19 angeordneten Spannbacken
32.
Ein in dieser Weise wirkender Klemmkeil ist aus der in der Beschreibungseinleitung genannten
DE 10 2004 051 060
B3 bekannt. Zur Mitnahme der Zahnplatte
1 mit
dem Spannbolzen
19 bei dessen Bewegung in die Stellrichtung
3 und
zur Ausrichtung der Zahnplatte
1 gegenüber der Seitenwange
6 kann
hier der Spannbacken
32 einen in die Fensterausnehmung
25 der
Zahnplatte
1 und das Langloch
20 der Seitenwange
6 ragenden
Fortsatz aufweisen.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 11 dargestellt. Die Lenksäule ist
hier nur in der der Höhen-
bzw. Neigungsverstellung entsprechenden Stellrichtung 3 verstellbar.
Hierbei ist die Stelleinheit 11 um die Schwenkachse 13 gegenüber der
Halteeinheit 5 verschwenkbar. Analog wie bei den zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispielen wird
die Stelleinheit 11 im geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 zwischen
Seitenwangen 6, 15 der Halteeinheit 5 geklemmt.
Der Spannbolzen 19 der Feststelleinrichtung 12 durchsetzt
hierbei wiederum in die Stellrichtung 3 sich erstreckende
Langlöcher 20, 21 in
den Seitenwangen 6, 15.
-
Die
Feststelleinrichtung 12 ist analog der bereits im Zusammenhang
mit den 7 bis 9 beschriebenen
Feststelleinrichtung ausgebildet. Das die Zahnplatte 1 im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 an die
Seitenwange 6 andrückende
Andrückteil 8 wird
hier von einer vom Spannbolzen 19 durchsetzten Platte gebildet,
welche einteilig mit der Keilscheibe 33 ausgebildet sein
kann oder zwischen dieser und der Zahnplatte 1 auf dem Spannbolzen 19 angeordnet
sein kann. Am Andrückteil 8 ist
wiederum ein in die Fensterausnehmung 25 der Zahnplatte 1 und
das Langloch 20 der Seitenwange 6 ragender Fortsatz
vorhanden, der in 11 nicht sichtbar ist.
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Ein
weitere Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 12 dargestellt. Dieses ist abgesehen von
der Ausbildung der Halteeinheit 5 ähnlich dem bereits anhand der 7 bis 9 erläuterten
Ausführungsbeispiel.
Die Halteeinheit 5 bildet hier auch die Schwenkachse 13 für die Verschwenkung
der Stelleinheit 11 für
die Höhen-
bzw. Neigungsverstellung der Lenksäule. Die Halteeinheit 5 kann
wiederum am Fahrzeugchassis befestigt werden, beispielsweise über angeschweißte Befestigungslaschen,
die in 12 nicht dargestellt sind.
-
Unterschiedliche
Modifikationen der gezeigten Ausführungsbeispiele sind denkbar
und möglich, ohne
den Bereich der Erfindung zu verlassen. So könnte die Zahnplatte 1 im
geschlossenen Zustand der Feststelleinrichtung 12 auch
einer Verstellung der Stelleinheit 11 in die der Längsverstellung
der Lenksäule
entsprechende Stellrichtung 18 entgegenwirken. Hierzu wären die
vom Spannbolzen durchsetzten Langlöcher 21, 22 und
die Zahnreihen der Verzahnungen 2, 7 in diese
Stellrichtung 18 auszurichten.
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Auch
Anordnungen von Zahnplatten 1 an beiden Außenseiten
der Seitenwangen 6 und entsprechende mit den Verzahnungen
der Zahnplatten zusammenwirkende Verzahnungen 7 beider
Seitenwangen 6 sind denkbar und möglich.
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Anstelle
der federelastischen Arme 9, 10 der Zahnplatte 1 oder
zusätzlich
zu diesen könnten
auch zwischen der Zahnplatte 1 und der Halteeinheit 5 wirkende
separate federelastische Elemente vorgesehen sein, beispielsweise
in Sacklöchern
der Seitenwange 6 angeordnete Schraubenfedern. Ein oder mehrere
direkt zwischen der Halteeinheit 5 und dem Andrückteil 8 wirkende
separate federelastische Elemente könnten ebenfalls vorgesehen
sein.
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In
den gezeigten Ausführungsbeispielen
verlaufen die Verzahnungen 2, 7 bogenförmig um
die Schwenkachse 13. Statt dessen wäre auch ein gerader Verlauf
der Verzahnungen 2, 7 denkbar und möglich. Die
Zahnplatte 1 könnte
hier mit einem Spiel in Richtung rechtwinklig zur Stellrichtung 3 gegenüber dem
Andrückteil 8 gelagert
sein und zur Ausrichtung für
die Zahnplatte 1 gegenüber
der Seitenwange 6 in diese Richtung könnte eine entsprechende Führung vorgesehen
sein, beispielsweise durch vertiefte Führungsbahnen für die Anlageenden
der Arme 9, 10 an der Seitenwange 6.
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Die
Mitnahme der Zahnplatte 1 vom Spannbolzen 19 bei
einer Verschiebung des Spannbolzens 19 in die Verstellrichtung 3,
in welche die Zahnplatte 1 wirkt, könnte beispielsweise auch dadurch bewirkt werden,
dass die Zahnplatte 1 vom Spannbolzen 19 durch
ein Rundloch mit geringem Spiel durchsetzt wird.
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Grundsätzlich denkbar
und möglich
wäre es auch,
die mindestens eine Verzahnung 2 der Zahnplatte 1 an
einer Stufe der Zahnplatte 1 auszubilden, wobei eine Ausbildung
am Seitenrand bevorzugt ist.
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Auch
eine Lenksäule,
bei der die Halteeinheit nur eine auf einer der Seiten der Stelleinheit
liegende Seitenwange aufweist, könnte
in erfindungsgemäßer Weise
ausgebildet sein.
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Denkbar
und möglich
ist es auch, zumindest für
die Stellrichtung, in die die Zahnplatte nicht wirkt, formschlüssige Feststellelemente
vorzusehen. Es können
hierbei günstigerweise
solche Feststellelemente vorgesehen sein, die beim Schließen der
Feststelleinrichtung jedenfalls sofort formschlüssig zusammenwirken.
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Die
Form der Verzahnung kann erfindungsgemäß sehr verschieden sein. Sowohl
Spitz-Verzahnungen
als auch Rund-Verzahnungen oder andere Verzahnungen können vorteilhaft
eingesetzt werden.
-
Ebenso
denkbar und möglich
ist die Kombination und/oder der Austausch einzelner Merkmale, wie
sie in verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung anhand der verschiedenen Beispiele veranschaulicht
sind.
-
- 1
- Zahnplatte
- 2
- Verzahnung
- 3
- Stellrichtung
- 4
- Längsachse
- 5
- Halteeinheit
- 6
- Seitenwange
- 7
- Verzahnung
- 8
- Andrückteil
- 9
- Arm
- 10
- Arm
- 11
- Stelleinheit
- 12
- Feststelleinrichtung
- 13
- Schwenkachse
- 14
- Haltebügel
- 15
- Seitenwange
- 16
- Manteleinheit
- 17
- Längsachse
- 18
- Stellrichtung
- 19
- Spannbolzen
- 20
- Langloch
- 21
- Langloch
- 22
- Betätigungshebel
- 23
- Keilscheibe
- 24
- Gegenhalteteil
- 25
- Fensterausnehmung
- 26
- Fortsatz
- 27
- Fortsatz
- 28
- Lenkspindel
- 29
- Klemmteil
- 30
- Anlagefläche
- 31
- Tragarm
- 32
- Spannbacken
- 33
- Keilscheibe
- 34
- Kamm
- 35
- Kamm