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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer drehbar gelagerten Lenkspindel und einer motorischen Lenkunterstützungseinrichtung zur Lenkwinkelüberlagerung und/oder Drehmomentunterstützung, wobei die Lenkunterstützungseinrichtung mittels zumindest eines Übertragungsgliedes mit der Lenkspindel verbunden ist und die Lenkspindel zumindest zwei drehmomentübertragend miteinander verbundene Lenkspindelteile aufweist.
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Lenksäulen mit motorischen Lenkunterstützungseinrichtungen werden im allgemeinen Sprachgebrauch häufig als Servolenkung bezeichnet. Die Lenkunterstützungseinrichtungen können einerseits eine Lenkwinkelüberlagerung durchführen, sprich, einen von Hand über das Lenkrad in die Lenkspindel eingetragenen Lenkwinkel vergrößern oder verkleinern. Motorische Lenkunterstützungseinrichtungen können aber auch zur Drehmomentunterstützung dienen. Häufig wird in diesem Zusammenhang auch von Lenkkraftunterstützung gesprochen. Bei diesen reinen Lenkkraftunterstützungen wird der in die Lenkspindel eingebrachte Lenkwinkel nicht verändert, aber die motorische Lenkunterstützungseinrichtung bringt ein entsprechendes Zusatzdrehmoment auf, damit der Lenker beim Lenken des Fahrzeugs nur geringe Lenkkräfte bzw. -drehmomente aufbringen muss. Es sind beim Stand der Technik auch motorische Lenkunterstützungseinrichtungen bekannt, welche sowohl eine Lenkwinkelüberlagerung als auch eine Drehmomentunterstützung durchführen.
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Gattungsgemäße Lenksäulen mit entsprechenden motorischen Lenkunterstützungseinrichtungen sind z. B. aus der
WO 2010/109232 A1 und aus der
EP 2 177 420 A1 bekannt. Die zweitgenannte europäische Schrift lehrt, Tefloneinlagen mittels Elastomerkörpern so vorzuspannen, dass in einem Übertragungsteil keine Klappergeräusche entstehen können.
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Beim Stand der Technik treten aber häufig auch durch den Hilfskraftmotor der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung Vibrationen auf, die über die Lenkspindel auf das Lenkrad übertragen werden. Zur Vermeidung der Übertragung dieser Vibrationen auf das Lenkrad ist beim Stand der Technik bisher keine Lösung bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Verbesserung vorzuschlagen, durch die die Übertragung von Vibrationen des Hilfskraftmotors der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung auf ein an der Lenksäule angebrachtes Lenkrad gedämpft wird.
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Erfindungsgemäß wird dies durch eine Lenksäule gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Es ist somit vorgesehen, dass die Lenkspindelteile, in einem Bereich der Lenkspindel zwischen dem Übertragungsglied und einem Lenkradanschluss der Lenkspindel, mittels zumindest eines Dämpfungskörpers zur Dämpfung von über die Lenkspindel übertragenen Vibrationen miteinander verbunden sind.
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Es ist somit im Bereich zwischen dem Übertragungsglied und dem Lenkradanschluss der Lenkspindel ein Dämpfungskörper in die Lenkspindel integriert, welcher die vom Hilfskraftmotor der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung erzeugten Vibrationen und Geräusche in der Art dämpft, dass sie nicht bzw. zumindest nicht in einem spürbaren Umfang über die Lenkspindel in den Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs übertragen werden können.
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Ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Lenksäule sieht somit vor, dass in einem Bereich der Lenkspindel zwischen dem Übertragungsglied und einem Lenkradanschluss der Lenkspindel über die Lenkspindel übertragene Vibrationen mittels des Dämpfungskörpers gedämpft werden.
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Um auszuschließen, dass Vibrationen durch physische Verbindungen um den Dämpfungskörper herumgeleitet werden können, sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass die Lenkspindelteile zumindest im Normalbetrieb der Lenksäule ausschließlich über den Dämpfungskörper, vorzugsweise drehmomentübertragend, miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass die Lenkspindelteile zumindest im Normalbetrieb abgesehen von ihrer Verbindung über den Dämpfungskörper frei von zusätzlichen Übertragungswegen für Vibrationen miteinander verbunden sind.
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Als Dämpfungskörper kommen insbesondere Elastomere in Frage. Es kann dabei vorgesehen sein, dass der gesamte Dämpfungskörper aus einem oder mehreren Elastomeren besteht. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Dämpfungskörper zumindest ein Elastomer aufweist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Dämpfungskörper zusätzlich zu seinen vibrationsdämpfenden Eigenschaften auch der Drehmomentübertragung zwischen den Lenkspindelteilen dient. In diesem Zusammenhang ist es somit günstig, wenn der Dämpfungskörper zumindest im Normalbetrieb der Lenksäule einerseits drehmomentübertragend mit einem der Lenkspindelteile und andererseits drehmomentübertragend mit einem anderen der Lenkspindelteile verbunden ist. Eine entsprechende Verbindung zwischen dem Dämpfungskörper und dem jeweiligen Lenkspindelteil kann durch Verkleben, Vulkanisieren und/oder andere Verbindungsarten wie z. B. Nieten oder Schrauben erfolgen. Günstig ist in diesem Zusammenhang, wenn der Dämpfungskörper gegenüber den benachbart ausgebildeten Bereichen der Lenksäule radial ausgedehnt ausgebildet ist. Dies ermöglicht es relativ hohe Drehmomente über den Dämpfungskörper zu übertragen. Formschlüssige Verbindungen sind ebenfalls zur Drehmomentübertragung geeignet.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen vor, dass die Lenkspindelteile mit ihren Drehachsen, um die sie drehbar sind, zumindest in ihren an den Dämpfungskörper angrenzenden Bereichen koaxial zu einander angeordnet sind.
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In diesem Zusammenhang wird aber darauf hingewiesen, dass verschiedene Lenkspindelteile auch mittels Kardangelenk miteinander verbunden sein können, wie dies beim Stand der Technik an sich bekannt ist. So kann z. B. ein entsprechendes Kardangelenk in der Lenkspindel zwischen der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung und dem Lenkradanschluss der Lenkspindel vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Varianten möglich, bei denen ein entsprechendes Kardangelenk im Bereich zwischen der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung und einem auf die Lenkstange einwirkenden Lenkgetriebe, also in normaler Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen, vor der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung in die Lenkspindel integriert ist.
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Generell sei darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäße Lenksäulen sowohl unverstellbar als auch in Höhen- und/oder Längsrichtung verstellbar ausgeführt sein können. Darüber hinaus können erfindungsgemäße Lenksäulen auch so ausgebildet sein, dass sie im Crashfall teleskopartig ineinander geschoben werden können, wie dies an sich bekannt ist. Es können auch, beim Stand der Technik bekannte, Energieabsorptionseinrichtungen zur Aufzehrung von Energie in einem solchen Crashfall mit in die Längssäule integriert sein. In diesem Zusammenhang kann die Lenkspindel also somit nicht nur aus zwei Lenkspindelteilen, zwischen denen der Dämpfungskörper angeordnet ist, sondern aus noch zusätzlichen Lenkspindelteilen ausgebildet sein. So können einzelne Lenkspindelteile auch teleskopierbar ineinander angeordnet sein.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen in diesem Zusammenhang vor, dass zumindest eines der Lenkspindelteile in einer Manteleinheit der Lenksäule drehbar gelagert ist und im Dämpfungskörper ein Hohlraum ausgebildet ist, in den die Manteleinheit, vorzugsweise bei einer crashbedingten Verformung und/oder Verschiebung innerhalb der Lenksäule, einschiebbar ist. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Lenksäulen sehen vor, dass zumindest eines der Lenkspindelteile, vorzugsweise beide Lenkspindelteile, einen topfartig ausgebildeten Verbindungsflansch aufweist bzw. aufweisen, wobei der Dämpfungskörper, vorzugsweise jeweils, an dem bzw. den topfartigen Verbindungsflansch(en) befestigt ist. Der oben erwähnte Hohlraum, in den die Manteleinheit einschiebbar ist bzw. eintauchen kann, kann dann z. B. ein entsprechender Hohlraum in zumindest einem der topfartig ausgebildeten Verbindungsflansche sein. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass die mittels Dämpfungskörper miteinander verbundenen Lenkspindelteile jeweils einen topfartigen Verbindungsflansch aufweisen und der Dämpfungskörper zwischen den topfartigen Verbindungsflanschen, vorzugsweise zwischen zylindermantelförmigen Abschnitten der topfartigen Verbindungsflansche, angeordnet ist. Bei diesen Varianten ist dann günstigerweise vorgesehen, dass einer der topfartigen Verbindungsflansche, vorzugsweise koaxial, zumindest bereichsweise innerhalb des anderen topfartigen Verbindungsflansches angeordnet ist.
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Insbesondere bei solchen topfartigen Verbindungsflanschen ist es günstig, wenn der Dämpfungskörper als umlaufende in sich geschlossene Zylindermantelwand ausgebildet ist.
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Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter einem topfartigen Verbindungsflansch insbesondere ein solcher Verbindungsflansch zu verstehen ist, bei dem eine Bodenfläche des Verbindungsflansches von einer Mantelfläche des Verbindungsflansches umgeben ist, wobei Bodenfläche und Mantelfläche zusammen einen nach einer Seite hin offenen Hohlraum im Verbindungsflansch begrenzen. Die Bodenfläche muss dabei nicht zwingend überall eben oder durchgängig ausgebildet sein, sie kann auch Ausnehmungen umfassen. Auch die Mantelfläche kann, aber muss nicht unbedingt zylindermantelartig ausgebildet sein.
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Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter einer motorischen Lenkunterstützungseinrichtung, wie auch beim Stand der Technik bekannt, eine mit zumindest einem Hilfskraftmotor versehene Einrichtung verstanden wird. Diese kann zur Lenkwinkelüberlagerung vorgesehen sein, indem sie einen über das Lenkrad auf die Lenkspindel eingebrachten Drehwinkel mit Hilfe des Hilfskraftmotors verändert, sodass dieser Lenkwinkel in veränderter Weise an das Lenkgetriebe und damit auf die Räder des Fahrzeugs übertragen wird. Die motorische Lenkunterstützungseinrichtung kann aber genau so gut dazu vorgesehen sein, mit einem zusätzlichen Drehmoment die Lenkbewegung des Fahrzeuglenkers zu unterstützen, sodass dieser zum Lenken weniger Kräfte in das Lenkrad einbringen muss. Es kann sich im Zuge der Erfindung darüber hinaus auch um motorische Lenkunterstützungseinrichtungen handeln, die sowohl eine Lenkwinkelüberlagerung als auch eine Drehmomentunterstützung durchführen. Die motorischen Lenkunterstützungseinrichtungen dieser Art sind an sich bekannt und müssen hier nicht noch einmal gesondert geschildert werden. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass es sich bei den Hilfskraftmotoren sowohl um elektrische als auch um hydraulische oder pneumatische oder sonstige beim Stand der Technik bekannte Motoren handeln kann.
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Die Lenkspindel wird in der Praxis häufig auch als Lenkwelle bezeichnet. Es ist dasjenige drehbar gelagerte Teil der Lenksäule, an welchem auf der einen Seite am Lenkradanschluss der Lenkspindel das Lenkrad oder eine andere Lenkhandhabe befestigt wird und welches auf der anderen Seite mit dem Lenkgetriebe in Verbindung steht, welches die Drehbewegung der Lenkspindel auf die Lenkstange und damit auf die Räder des Fahrzeuges überträgt. Die in der Regel mehrteilig aufgebaute Lenkspindel wird meist durch die Lenkunterstützungseinrichtung hindurchgeführt, wobei der Hilfskraftmotor der Lenkunterstützungseinrichtung über ein an sich bekanntes Übertragungsglied wie z. B. ein Zahnrad oder dergleichen auf die Lenkspindel einwirkt. Das Übertragungsglied ist somit das Verbindungsglied der Lenkunterstützungseinrichtung zur Verbindung mit der Lenkspindel bzw. zum Einwirken auf die Lenkspindel.
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Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass der Dämpfungskörper in bevorzugten Ausgestaltungsformen einteilig, z. B. wie oben bereits genannt, zylindermantelförmig bzw. rohrförmig ausgebildet sein kann. Es ist aber genau so gut möglich, die Lenkspindelteile in erfindungsgemäßer Art und Weise zur Vibrationsdämpfung nicht über einen einzigen sondern über mehrere Dämpfungskörper miteinander zu verbinden. In anderen Worten kann es sich somit auch um einen mehrteiligen Dämpfungskörper handeln.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung des allgemeinen Aufbaus einer Lenksäule;
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2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Lenksäule in einem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 den vergrößert dargestellten Bereich A aus 2;
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4 eine Schnittdarstellung der Schnittebene BB aus 3;
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5 eine schematisierte Darstellung eines Dämpfungskörpers;
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6 einen zu 2 analogen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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7 den vergrößert dargestellten Ausschnitt C aus 6;
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8 eine alternative Ausführungsform des Dämpfungskörpers.
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Gleichartige oder gleichwirkende Elemente werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt zunächst ein schematisiertes Beispiel einer, von ihrem Grundaufbau her an sich bekannten Lenksäule 1 mit einer drehbar gelagerten mehrteilig aufgebauten Lenkspindel 2. Die Lenkspindel 2 dient der Übertragung der vom Lenker des Kraftfahrzeugs am Lenkrad 17 ausgeführten Lenkbewegungen auf das Lenkgetriebe 21. Mittels des Lenkgetriebes 21 wird die Drehbewegung der Lenkspindel 2 in eine Bewegung der Lenkstange 22 umgesetzt, wodurch das hier nur einzeln und stark schematisiert dargestellte Rad 23 des Fahrzeugs einen Lenkeinschlag ausführt. In 1 sind mehrere Lenkspindelteile 20 der Lenkspindel 2 zu sehen. Eines der Lenkspindelteile 20 weist den Lenkradanschluss 7 auf, an dem das Lenkrad 17 befestigt ist. Die zwischen der motorischen Lenkunterstützungseinrichtung 3 und dem Lenkgetriebe 21 angeordneten Lenkspindelteile 20 sind mittels Kardangelenken 19 miteinander verbunden. Die erfindungswesentlichen Lenkspindelteile 5 und 6, welche jeweils am Dämpfungskörper 8 angeordnet sind, sind in der stark schematisierten Darstellung gemäß 1 ebenso nicht zu sehen, wie die Manteleinheit 11, in der die Lenkspindel 2 drehbar gelagert ist. Diese Bauteile sind in 1 von der Trageinheit 18 verborgen. Letztere dient der Befestigung der Lenksäule 1 an der Karosserie des Fahrzeugs. Im Sinne der Möglichkeit einer Anpassung der Position des Lenkrades 17 an den jeweiligen Lenker kann die, die Lenkspindel 2 lagernde Manteleinheit 11 relativ zur Trageinheit 18 in Längsrichtung der Lenkspindel 2 und/oder in Vertikalrichtung verstellbar sein. Die hierzu notwendigen Verstell- und Klemmmechanismen sind beim Stand der Technik an sich bekannt und können bei Lenksäulen 1 gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Bekannt sind auch die hier in 1 nur schematisiert dargestellten motorischen Lenkunterstützungseinrichtungen 3. Sie können, wie bereits ausgeführt, auch bei erfindungsgemäß ausgeführten Lenksäulen einer Lenkwinkelüberlagerung und/oder einer Drehmomentunterstützung dienen. Bei der Umsetzung der Erfindung kann auf an sich bekannte motorische also mit Hilfskraftmotor versehene Lenkunterstützungseinrichtungen 3 zurückgegriffen werden, sodass diese auch nicht weiter erläutert werden müssen. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die gesamte, drehbar gelagerte, vom Lenkradanschluss 7 bis zum Lenkgetriebe 21 geführte, mehrteilig aufgebaute Welle als Lenkspindel 2 bezeichnet wird. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Lenkspindel 2 durch die Lenkunterstützungseinrichtung 3 hindurchgeführt. Ein in 1 nicht sichtbares Übertragungsglied 4 der Lenkunterstützungseinrichtung 3 wirkt auf das durch die Lenkunterstützungseinrichtung 3 hindurch geführte Lenkspindelteil 6 ein und überträgt so die von der Lenkunterstützungseinrichtung 3 erzeugte Lenkwinkelüberlagerung und/oder Drehmomentunterstützung auf das Lenkspindelteil 6 und damit auf die Lenkspindel 2. Dies wird weiter unten anhand der in den 2 bis 7 gezeigten Beispielen noch im Detail erläutert. Vorab wird aber noch darauf hingewiesen, dass sich die Kardangelenke 19 nicht ausschließlich zwischen der Lenkunterstützungseinrichtung 3 und Lenkgetriebe 21 befinden müssen. Es sind auch Ausführungsbeispiele der Erfindung denkbar, bei denen die Lenkspindel 2 im Bereich zwischen Lenkunterstützungseinrichtung 3 und Lenkradanschluss 7 ein oder mehrere Kardangelenke 19 aufweist.
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2 zeigt einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lenksäule 1 im Bereich zwischen Lenkradanschluss 7 und Lenkunterstützungseinrichtung 3. Die hier nicht dargestellten Abschnitte der Lenksäule 1 zwischen Lenkunterstützungseinrichtung 3 und Lenkgetriebe 21 sind hier nicht erfindungswesentlich und können in der Detaildarstellung gemäß 2 und 6 weggelassen werden. Bezüglich dieser weggelassenen Teile wird auf den Stand der Technik und insbesondere auf 1 verwiesen.
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Im Längsschnitt gemäß 2 sind drei Teile der Lenkspindel 2 zu sehen. Dies ist zunächst das Lenkspindelteil 20, welches den Lenkradanschluss 7 aufweist. Das Lenkspindelteil 20 ist mit dem Lenkspindelteil 5 in an sich bekannter Art und Weise teleskopierbar verbunden. Durch diese teleskopartige Verbindung der beiden genannten Lenkspindelteile 5 und 20 kann die Lenkspindel 2 im Fall eines Crashs entlang der Drehachse 9 des Lenkspindelteils 5 in ihrer Länge zusammengestaucht werden, sodass im Crashfall das Lenkrad 17 nicht zu weit in den Fahrgastraum vordringt. Die Lenkspindel 2 ist im Bereich der genannten Lenkspindelteile 5 und 20 um die Drehachse 9 drehbar in der Manteleinheit 11 gelagert. Die Manteleinheit 11 ist, wie gesagt, über einen hier nicht genauer dargestellten Klemm- und/oder Verstellmechanismus an der Trageinheit 18, vorzugsweise verstellbar, befestigt. Zwischen Manteleinheit 11 und Trageinheit 18 kann eine hier nur schematisiert dargestellte Energieabsorptionseinrichtung 24 vorgesehen sein. Solche Energieabsorptionseinrichtungen 24 sind beim Stand der Technik bekannt und müssen hier nicht weiter erläutert werden. Sie dienen dem kontrollierten Energieabbau im Crashfall, wenn die Manteleinheit 11 durch ein Aufprallen des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad 17 in Richtung hin zur Lenkunterstützungseinrichtung 3 verschoben wird.
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Wie bereits eingangs erläutert, sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung, wie die in den Figuren gezeigten, vor, dass die Manteleinheit 11 bei dieser crashbedingten Verschiebebewegung und/oder auch bei einer Längsverstellung der Lenksäule 1 in einen, im weiter unten noch im Detail erläuterten Dämpfungskörper 8 ausgebildeten, Hohlraum 12 eintauchen bzw. eingeschoben werden kann. Hierdurch kann ein relativ großer Verschiebeweg für die Manteleinheit 11 zur Verfügung gestellt werden, ohne dass sich hieraus eine große Baulänge der gesamten Lenksäule 1 ergeben würde.
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An das hier als Hohlwelle ausgebildete Lenkspindelteil 5 schließt unter der weiter unten im Detail noch erläuterten Zwischenschaltung des Dämpfungskörpers 8 das Lenkspindelteil 6 an, welches durch die Lenkunterstützungseinrichtung 3 hindurch geführt ist. Die Lenkunterstützungseinrichtung 3 kann wie beim Stand der Technik bekannt ausgeführt werden. Sie wirkt über das Übertragungsglied 4 auf das Lenkspindelteil 6 in an sich bekannter Art und Weise ein, um die Lenkwinkelüberlagerung und/oder die Drehmomentunterstützung durchzuführen. Als Antrieb für die Lenkunterstützungseinrichtung 3 weist diese einen Hilfskraftmotor auf. Hierbei kann es sich um einen elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder sonstigen Motor handeln. Allen diesen Motoren ist jedenfalls gemeinsam, dass die Gefahr besteht, dass bei ihrem Betrieb Vibrationen über das Übertragungsglied 4 auf die Lenkspindel 2 und damit auf das Lenkrad 17 übertragen werden. Dies gilt es, wie eingangs erläutert, gemäß der Erfindung zu vermeiden. Hierzu sind die Lenkspindelteile 5 und 6, im Bereich der Lenkspindel 2 zwischen dem Übertragungsglied 4 und dem Lenkradanschluss 7 der Lenkspindel 2, mittels zumindest eines Dämpfungskörpers 8 zur Dämpfung von über die Lenkspindel 2 übertragenen Vibrationen miteinander verbunden. Bevor die im Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 5 realisierte Art der Verbindung im Übergangsbereich zwischen den Lenkspindelteilen 5 und 6 anhand des vergrößerten Ausschnitts A in 3 erläutert wird, sei noch darauf hingewiesen, dass in den dargestellten Ausführungsbeispielen die über den Dämpfungskörper 8 miteinander drehmomentübertragend verbundenen Lenkspindelteile 5 und 6 bezüglich ihrer Drehachsen 9 und 10, um die sie drehbar gelagert sind, koaxial zueinander angeordnet sind.
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Wie besonders gut in der vergrößerten Darstellung gemäß 3 zu sehen, ist am Lenkspindelteil 5 ein topfartiger Verbindungsflansch 13 fixiert. Am Lenkspindelteil 6 ist ebenfalls ein topfartiger Verbindungsflansch 14 fixiert. Diese Verbindungsflansche 13 und 14 weisen jeweils Bodenflächen 26 und 27 auf, welche jeweils zylindermantelförmige Abschnitte 15 und 16 der Verbindungsflansche 13 und 14 tragen. Die in dieser Form topfartig ausgebildeten Verbindungsflansche 13 und 14 sind in der dargestellten Art und Weise ineinander angeordnet und stehen abgesehen vom Dämpfungskörper 8 zumindest im Normalbetrieb nicht im direkten physischen Kontakt miteinander. Hierdurch wird erreicht, dass die Lenkspindelteile 5 und 6 im Normalbetrieb der Lenksäule 1 ausschließlich über den Dämpfungskörper 8 miteinander verbunden sind. In der gezeigten Ausführungsform ist der Dämpfungskörper 8 auch der einzige Weg zur Drehmomentübertragung zwischen den Lenkspindelteilen 5 und 6. Abgesehen vom Dämpfungskörper 8 sind die Verbindungsflansche 13 und 14 und damit auch die Lenkspindelteile 5 und 6 über den Freiraum 25 voneinander getrennt.
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In den dargestellten Varianten ist der Dämpfungskörper 8, wie in 5 besonders gut zu sehen, als umlaufende in sich geschlossene Zylindermantelwand ausgebildet. Mit seiner zylindermantelförmigen Außenfläche ist der Dämpfungskörper 8 drehmomentübertragend am zylindermantelförmigen Abschnitt 16 des Verbindungsflansches 14 und damit am Lenkspindelteil 6 befestigt. Über seine zylindermantelförmige Innenfläche ist der Dämpfungskörper 8 drehmomentübertragend mit dem zylindermantelförmigen Abschnitt 15 des Verbindungsflansches 13 und damit mit dem Lenkspindelteil 5 verbunden. Wie im gezeigten Ausführungsbeispiel angedeutet, können zwischen dem Dämpfungskörper 8 und dem jeweils mit ihm verbundenen Teil der Lenkspindelteile 5 und 6 noch Zwischenschichten 29 angeordnet sein. Hierbei kann es sich um Haftvermittler, Blechhülsen, Klebeschichten und dergleichen handeln. Die Zwischenschichten 29 können sowohl zwischen Dämpfungskörper 8 und dem jeweils anschließenden Bauteil des Lenkspindelteils 5 als auch zwischen Dämpfungskörper 8 und dem jeweils anschließenden Bauteil des Lenkspindelteils 6 angeordnet sein. Zur Vibrationsdämpfung weist der Dämpfungskörper 8 günstigerweise zumindest ein Elastomer auf. Der Dämpfungskörper 8 kann auch vollständig aus Elastomer bestehen. Auch andere, zur Vibrationsdämpfung geeignete Materialien können als oder im Dämpfungskörper 8 vorgesehen sein. Zur Befestigung des Dämpfungskörpers 8 an den entsprechenden Bauteilen der Lenkspindelteile 5 und 6 können Klebeverbindungen, ein Aufvulkanisieren oder einfach ein Einpressen oder andere beim Stand der Technik an sich bekannte, geeignete Verbindungsarten vorgesehen sein. Günstig ist es jedenfalls, wenn der Dämpfungskörper 8 in radialer Richtung bezüglich der Drehachsen 9 und 10 über die benachbarten Bereiche der Lenkspindelteile 5 und 6 übersteht, da dann relativ große Drehmomente über den Dämpfungskörper 8 übertragen werden können. Neben der Drehmomentübertragung dient der Dämpfungskörper 8 aber wie gesagt hauptsächlich der Dämpfung von vom Hilfskraftmotor der Lenkunterstützungseinrichtung 3 erzeugten Vibrationen. Er verhindert, dass diese Vibrationen auf das Lenkspindelteil 5 und damit in Richtung Lenkradanschluss 7 übertragen werden können. Denkbar und möglich ist es, dass die mantelförmigen Abschnitte 15 und 16 der Verbindungsflansche 13 bzw. 14 nicht zylindrisch, sondern umlaufend polygonal, umlaufend wellenförmig geformt sind, wobei die Formen zueinander und zum Dämpfungskörper 8 korrespondierend sind. Auf diese Weise wird es möglich, ein hohes Drehmoment sicher zu übertragen, ohne auf die Verbindungsfestigkeit zwischen Dämpfungskörper 8 und mantelförmigen Abschnitt 15 und Abschnitt 16 zu Drehmomentübertragung angewiesen zu sein.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Dämpfungskörper 8 auch mehrteilig und insbesondere in Umfangsrichtung durch mehrere einzelne Dämpfungselemente 32 gebildet sein, wie es in 8 veranschaulicht ist. Der Dämpfungskörper kann auch Aussparungen und/oder durchgehende Löcher enthalten.
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In den gezeigten Ausführungsformen ist zusätzlich zu den bereits geschilderten Bauteilen ein Anschlagstift 30 vorgesehen. Es handelt sich hierbei um ein reines Sicherheitselement, welches dafür sorgt, dass beim Versagen der Verbindung zwischen Dämpfungskörper 8 und/oder dessen Verbindung zu den Lenkspindelteilen 5 und 6 trotzdem noch ein Notbetrieb des Lenkens des Fahrzeugs möglich ist. Im Normalbetrieb hat der Anschlagstift 30 keine Funktion und stellt auch keine Übertragungsbrücke für Vibrationen dar. Er kommt erst zum Einsatz, wenn Drehmomente zwischen den Lenkspindelteilen 5 und 6 auftreten, welche zu einem Bruch oder einem anderen Versagen der Verbindung der Lenkspindelteile 5 und 6 über den Dämpfungskörper 8 führen.
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4 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittebene B-B durch die Bodenfläche 27 des Verbindungsflansches 14 des Lenkspindelteils 6. In diesem Schnitt ist zu sehen, dass sich in dieser Bodenfläche 27 ein bogenförmiges Langloch 31 befindet, welches von zwei Anschlägen 28 begrenzt ist. Der an der Bodenfläche 26 des Verbindungsflansches 13 des Lenkspindelteils 5 befestigte Anschlagstift 30 ist durch das Langloch 31 hindurchgeführt, steht aber mit der Bodenfläche 27 und damit mit dem Lenkspindelteil 6 im, in 4 dargestellten Normalbetrieb nirgends in direktem physischem Kontakt. Hierdurch wird vermieden, dass im Normalbetrieb Vibrationen vom Lenkspindelteil 6 über den Anschlagstift 30 auf das Lenkspindelteil 5 übertragen werden können.
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Erst wenn die Drehmomentübertragung über den Dämpfungskörper 8 versagt und das Lenkspindelteil 5 und damit der Anschlagstift 30 relativ zum Lenkspindelteil 6 verdreht wird, kommt es ab einem, mittels der Länge des Langlochs 31 vorgegebenen Drehwinkel zum Anschlagen des Anschlagstiftes 30 an einem der Anschläge 28, wodurch ein Notbetrieb der Lenkung beim Versagen der Drehmomentübertragung über den Dämpfungskörper 8 sichergestellt ist. Der Anschlagstift 30 kann aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff ausgeführt sein. Er kann mit einer vibrationsdämpfenden Ummantelung versehen sein oder aus einem solchen Material bestehen. Zur Vermeidung einer Vibrationsübertragung im Normalbetrieb können aber auch die in 4 dargestellten Freiräume zwischen Anschlagstift 30 und den das Langloch 31 begrenzenden Wandungen der Bodenfläche 27 ausreichen. Insbesondere für den Fall des Einsatzes eines mit einem Elastomer überzogenen oder aus Elastomer ausgebildeten Anschlagstiftes 30 kann unter Umständen ein physischer Kontakt zwischen dem Anschlagstift 30 und den Rändern des Langlochs 31 hingenommen werden. Auch kann der Stift selbst in der Bodenfläche 26 des Verbindungsflansches 13, in dem der Anschlagstift nicht in das bogenförmige Langloch 31 eingreift, mit einer elastomeren Aufnahme oder Vibrationen dämpfenden Aufnahme befestigt sein. Natürlich kann diese vom Anschlagstift 30 wahrgenommene Notfallfunktion auch anders realisiert werden. So ist es z. B. auch denkbar, das Langloch 31 in der Bodenfläche 26 des am Lenkspindelteil 5 angebrachten Verbindungsflansches 13 vorzusehen und den Anschlagstift 30 an der Bodenfläche 27 des Verbindungsflansches 14 des Lenkspindelteils 6 zu fixieren.
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Denkbar und möglich ist es auch, in der Bodenfläche eines der Verbindungsflansche eine tiefe Einprägung oder auch eine Durchsetzung auszubilden, die die entsprechende Funktion als Anschlagstift 30 darstellt.
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Die 6 und 7 zeigen ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, welches zum Großteil identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 5 ausgeführt ist. Es wird hier somit nur noch auf die Unterschiede eingegangen. Diese bestehen im Wesentlichen darin, dass im zweiten Ausführungsbeispiel das Lenkspindelteil 5 nicht als Hohlwelle sondern als eine massive Stange ausgebildet ist. Weiters ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Verbindungsflansch 13 einstückig am Lenkspindelteil 5 ausgebildet, während es sich beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 5 beim Verbindungsflansch 13 um ein zunächst separates Teil handelt, welches am Lenkspindelteil 5 fixiert ist.
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Soweit technisch möglich, können unterschiedliche Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auch untereinander kombiniert und ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Lenkspindel
- 3
- Lenkunterstützungseinrichtung
- 4
- Übertragungsglied
- 5
- Lenkspindelteil
- 6
- Lenkspindelteil
- 7
- Lenkradanschluss
- 8
- Dämpfungskörper
- 9
- Drehachse
- 10
- Drehachse
- 11
- Manteleinheit
- 12
- Hohlraum
- 13
- Verbindungsflansch
- 14
- Verbindungsflansch
- 15
- zylindermantelförmiger Abschnitt
- 16
- zylindermantelförmiger Abschnitt
- 17
- Lenkrad
- 18
- Trageinheit
- 19
- Kardangelenk
- 20
- weitere Lenkspindelteile
- 21
- Lenkgetriebe
- 22
- Lenkstange
- 23
- Rad
- 24
- Energieabsorptionseinrichtung
- 25
- Freiraum
- 26
- Bodenfläche
- 27
- Bodenfläche
- 28
- Anschlag
- 29
- Zwischenschicht
- 30
- Anschlagstift
- 31
- Langloch
- 32
- Dämpfungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/109232 A1 [0003]
- EP 2177420 A1 [0003]
