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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs und ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer derartigen Verstelleinheit.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei den heutigen Lenksäulen ist das Lenkrad in der Höhe und in der Länge verstellbar angeordnet. Bei derartigen Verstellsystemen der Lenksäule müssen sich die Lenksäulengehäuseteile zueinander verschieben. Dies wird durch eine teleskopierbare Anordnung der Gehäuseteile realisiert. Hierdurch kann das Lenkrad in eine für den Fahrer passende Position gebracht werden. Neuerdings gibt es die Forderung das Lenkrad in eine Verstauposition im Armaturenbrett einzufahren.
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Um einen ausreichenden Verstellweg zu erreichen, ist aus der
DE 10 2015 216 326 A1 bekannt, mehrere Mantelrohre ineinander teleskopierartig verschiebbar anzuordnen. Zur Einstellung der Verstauposition können die Mantelrohre so weit zusammengeschoben werden, dass dieses weitestgehenst ineinander versenkt sind.
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Um die Lenksäule schnell und sicher Verstellen zu können, ist es wesentlich, dass die Mantelrohre leichtgängig zueinander bewegt werden können, d.h. reibungsarm gleiten können. Hierbei wird oftmals auf eine Gleitlagerung zurückgegriffen. Demgegenüber steht die Anforderung einer sehr steifen Lagerung des Lenkrads, damit ein Aufschwingen des Lenkrads bei der Fahrt vermieden wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Verstelleinheit bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verstelleinheit einer Lenksäule eines Fahrzeugs, in der eine Lenkspindel um eine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Manteleinheit aufweist, die mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre aufweist, von denen eines ein äußeres Mantelrohr bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr aufgenommen ist, wobei zwischen den Mantelrohren ein Rastmechanismus zur Arretierung der Mantelrohre vorgesehen ist.
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Ein derartiger erfindungsgemäßer Aufbau ermöglicht es, dass eine eindeutige Definition erfolgen kann, welche Mantelrohre relativ zueinander bewegt werden können bzw. zueinander fixiert werden. Ferner ermöglicht eine derartige Anordnung eine kostengünstige und bauraumsparende Verstelleinheit.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Rastmechanismus aus einem Rastelement und einem Aufnahmeelement und einem Federelement ausgebildet.
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Das Aufnahmeelement ist an den Längsseiten mit Anprägungen versehen, welche als Auflager das Rastelement dienen. Das Aufnahmeelement kann als ein separates Bauteil ausgebildet sein oder einstückig direkt an dem Zwischenmantelrohr. Das Rastelement ist im Wesentlichen kreuzförmig aus vier abstehenden Segmenten ausgebildet. Zwei gegenüberliegende abstehende Segmente dienen als Achsen, welche in Auflagerprägungen des Aufnahmeelementes eingelegt sind. Ferner sind zwei weitere gegenüberliegende Segmente (drittes und viertes) angeordnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eines dieser Segmente mit einer Rastgeometrie, als eine Art Rastzunge ausgebildet und das andere Segment ist mit einer Rampengeometrie versehen.
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Bevorzugterweise sichert das Federelement das Rastelement gegen Herausfallen/verrutschen und übt eine Vorspannkraft aus, wodurch das Rastelement in die Stellung „geschlossen“ versetzt ist. Das Federelement deckt das Rastelement komplett ab und besitzt auf der Rastzungenseite rechts und links durchgestellte Zungen, welche das Aufnahmeelement durchgreift und auf dessen Gegenseite einhakt, um das Federelement zu fixieren. Um axiales Verschieben zu verhindern sind zudem Laschen vorgesehen, welche an den Stirnflächen des Aufnahmelementes eingreifen. Ebenfalls ist auf der „Rastzungenseite“ eine Federzunge vorgesehen, welche auf die Rastzunge des Rastelementes eine Vorspannkraft aufbringt. Auf der „Rampengeometrieseite“ ist ein Fenster vorgesehen, durch welches die Rampengeometrie des Rastelementes durchragen kann. Zudem ist auf der „Rampengeometrieseite“ eine Anschlagfläche für die federvorgespannte Rastelement vorgesehen, sodass das Rastelement eine definierte Position in Stellung „geschlossen“ einnimmt.
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Bevorzugterweise ist der Rastmechanismus an dem Zwischenmantelrohr vorgesehen. Ist das Aufnahmeelement einstückig mit dem Zwischenmantelrohr ausgebildet, so ist dieses als Aussparung in dem Zwischenmantelrohr vorgesehen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das innere Mantelrohr eine Rastgeometrie und das äußere Mantelrohr eine Rampengeometrie auf. Die Rastgeometrie kann aus einer Aussparung mit entsprechenden Anlageflächen bestehen. Die Rastgeometrie ist der Rastzunge des Rastelementes zugewandt. Die Rampengeometrie kann aus einer Durchstellung oder Anprägung oder ähnlichem bestehen.
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Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Steer-by-wire Lenksystem mit einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von elf Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung Manteleinheit einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit,
- 2 ein Rastmechanismus der erfindungsgemäßen Verstelleinheit,
- 3a, 3b ein Rastelement des Rastmechanismus,
- 4 ein Aufnahmeelement des Rastmechanismus,
- 5 ein Federelement des Rastmechanismus,
- 6 die Manteleinheit in eingefahrenem Zustand,
- 7 die Stellung des Rastmechanismus aus 6,
- 8 die Manteleinheit in einer ersten Ausfahrposition,
- 9 die Stellung des Rastmechanismus aus 8,
- 10 die Manteleinheit in einer zweiten Ausfahrposition, und
- 11 die Stellung des Rastmechanismus aus 10.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Manteleinheit 1 nicht näher dargestellen erfindungsgemäßen Verstelleinheit.
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Die Manteleinheit 1 weist mindestens drei, axial relativ zueinander teleskopierbar angeordnete Mantelrohre auf, von denen eines ein äußeres Mantelrohr 2 bildet, in dem mindestens ein Zwischenmantelrohr 3 aufgenommen ist, in dem ein inneres Mantelrohr 4 aufgenommen ist.
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2 zeigt einen Rastmechanismus 5, welcher zwischen den Mantelrohren 2, 3, 4 zur Arretierung der Mantelrohre 2, 3, 4 vorgesehen ist. Die 3a, 3b, 4 und 5 zeigen dabei jeweils die Einzelkomponenten des Rastmechanismus 5 aus 2. Nachfolgend wird auf diese Figuren Bezug genommen.
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Der Rastmechanismus 5 ist aus einem Rastelement 6 und einem Aufnahmeelement 7 und einem Federelement 8 ausgebildet.
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Das Rastelement 6 ist im Wesentlichen kreuzförmig aus vier abstehenden Segmenten 9, 10, 11, 12 ausgebildet. Zwei gegenüberliegende abstehende Segmente 9, 10 dienen als Achsen, welche in Auflagerprägungen 13 des Aufnahmeelementes 7 eingelegt sind. Ferner sind zwei weitere gegenüberliegende Segmente 11, 12 angeordnet. Eines dieser Segmente 11 mit einer Rastgeometrie, als eine Art Rastzunge 14 ausgebildet und das andere Segment 12 ist mit einer Rampengeometrie 15 versehen.
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Das Aufnahmeelement 7 ist an den Längsseiten mit den Anprägungen 13 versehen, welche als Auflager das Rastelement dienen. Das Aufnahmeelement 7 ist einstückig direkt an dem Zwischenmantelrohr 3 ausgebildet.
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Das Federelement 8 sicher das Rastelement 6 gegen Herausfallen/verrutschen und übt eine Vorspannkraft aus, wodurch das Rastelement 6 in die Stellung „geschlossen“ versetzt ist. Das Federelement 8 deckt das Rastelement 6 komplett ab und besitzt auf der Rastzungenseite 16 rechts und links durchgestellte Zungen 17, welche das Aufnahmeelement 7 durchgreift und auf dessen Gegenseite einhakt, um das Federelement 8 zu fixieren. Um axiales Verschieben zu verhindern sind zudem Laschen 18 vorgesehen, welche an den Stirnflächen des Aufnahmelementes 7 eingreifen. Ebenfalls ist auf der „Rastzungenseite“ eine Federzunge 19 vorgesehen, welche auf die Rastzunge 14 des Rastelementes 6 eine Vorspannkraft aufbringt. Auf der „Rampengeometrieseite“ 20 ist ein Fenster 21 vorgesehen, durch welches die Rampengeometrie 15 des Rastelementes 6 durchragen kann.
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Die 6 und 7 zeigen die Manteleinheit 1 in eingefahrenem Zustand, wobei 7 eine vergrößerte Ansicht des Rastmechanismus 5 darstellt. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind mindestens zwei Rastmechanismen 5 in Umfangsrichtung um eine Längsachse L angeordnet.
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In diesem Zustand ist das äußere Mantelrohr 2 und das Zwischenmantelrohr 3 zueinander beweglich, da ein zweiter Rastmechanismus 5 II geöffnet ist. Das Zwischenmantelrohr 3 und das innere Mantelrohr 4 sind dabei gleichzeitig zueinander fixiert da ein erster Rastemechanismus 5 I geschlossen ist.
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Geschlossen bedeutet dabei, dass das Zwischenmantelrohr 3 eine Anschlagfläche 22 für das federvorgespannte Rastelement 6 vorgesehen ist, sodass das Rastelement 6 eine definierte Position in Stellung.
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Die 8 und 9 zeigen die Manteleinheit 1 in einer ersten Ausfahrposition, wobei 9 eine vergrößerte Ansicht des Rastmechanismus 5 darstellt.
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In diesem Zustand fährt das Zwischenmantelrohr 3 aus. Das Zwischenmantelrohr 3 und das innere Mantelrohr 4 bleiben beim Ausfahren durch den zweiten Rastmechanismus 5 II zueinander fixiert, bis der erste Rastmechanismus 5 I auf die entsprechende Geometrie 24 des äußeren Mantelrohrs 2 trifft und „geöffnet“ wird. Es fährt danach das innere Mantelrohr aus, wobei der zweite Rastmechanismus 5 II freigegeben und „geschlossen“ wird.
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Die 10 und 11 zeigen die Manteleinheit 1 in einer zweiten Ausfahrposition, wobei 11 eine vergrößerte Ansicht des Rastmechanismus 5 darstellt. In diesem Zustand sind das äußere Mantelrohr 2 und das Zwischenmantelrohr 3 zueinander fixiert und gleichzeitig sind das Zwischenmantelrohr 3 und das innere Mantelrohr 4 zueinander beweglich.
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Wird die Manteleinheit 1 wieder eingefahren, läuft dies wie folgt ab. Es fährt das innere Mantelrohr 4 ein. Das äußere Mantelrohr 2 und das Zwischenmantelrohr bleiben beim Einfahren durch den Rastmechanismus 5 zueinander fixiert, bis dieser Rastmechnanismus von der entsprechenden Geometrie des Inneren Mantelrohrs 4 betätigt und geöffnet" wird. Es fährt danach das Zwischenmantelrohr 3 ein, wobei der Rastmechanismus 5 freigegeben und „geschlossen“ wird.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Manteleinheit
- 2
- Äußeres Mantelrohr
- 3
- Zwischenmantelrohr
- 4
- Inneres Mantelrohr
- 5
- Rastmechanismus
- 6
- Rastelement
- 7
- Aufnahmeelement
- 8
- Federelement
- 9
- Abstehendes Segment
- 10
- Abstehendes Segment
- 11
- Abstehendes Segment
- 12
- Abstehendes Segment
- 13
- Auflageprägung
- 14
- Rastzunge
- 15
- Rampengeometrie
- 16
- Rastzungenseite
- 17
- Zungen
- 18
- Lasche
- 19
- Federzunge
- 20
- Rampengeometrieseite
- 21
- Fenster
- 22
- Anschlagfläche
- 23
- Anschlagfläche
- 24
- Geometrie
- I
- erster Rastmechanismus
- II
- zweiter Rasmechanismus
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015216326 A1 [0003]
