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Die
Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung.
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Im
modernen Fahrzeugbau sind Lenksäulen so
ausgebildet, dass sie aus Komfortzwecken in ihrer Neigung und in
ihrer Länge
veränderbar
sind. Dadurch können
sie auf die individuellen Bedürfnisse
eines Fahrers eingestellt werden. Zur Fixierung der Lenksäule in ihrer
Position sind Klemmmittel vorgesehen. Eine derartige Lenksäule ist
beispielsweise aus der
EP
0 802 104 A1 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene
Lenksäule
weist eine fahrzeugfeste Konsole auf, an der Klemmmittel in Form von
Lamellen gelagert sind. Über
diese Klemmmittel steht die Lenksäule mit der fahrzeugfesten
Konsole in Verbindung. In einer Öffnungsstellung
der Klemmmittel ist es möglich,
die Lenksäule
gegenüber
der Konsole zu verschieben. In einer Schließstellung der Klemmmittel ist
die Lenksäule
gegenüber
der Konsole fixiert. Dabei sind die Klemmmittel so auszulegen, dass
sie die Veränderbarkeit
der Lage der Lenksäule zuverlässig und
auf Dauer blockieren. Das gilt insbesondere für den Fall, in dem auf die
Lenksäule
eine in axialer Richtung wirkende Kraft eingreift, wie beispielsweise
bei einem Unfall. Andererseits müssen die
Klemmmittel so ausgelegt sein, dass sie im Bedarfsfall eine Veränderung
der Position der Lenksäule
einfach zulassen.
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Um
Lenksäulenanordnungen
für einen
Fahrzeugaufprall sicher zu gestalten, ist es bekannt, eine nicht
in ihrer Position verstellbare Lenksäule so an einer fahrzeugfest
angeordneten Konsole zu befestigen, dass im Falle eines Unfalls
eine axiale Verschiebung der Lenksäule relativ zu der Konsole
unter Energieaufnahme möglich
ist. Dazu wird beispielsweise auf die
DE 37 20 320 A1 verwiesen. Aus dieser Druckschrift
geht eine Lenksäulenanordnung
mit einer fahrzeugfest angeordneten Konsole hervor. Es ist eine
aus Komfortgründen
nicht verstellbare Lenksäule
offenbart, die über
einen Bügel
mit der Konsole verbunden ist. Es sind Bolzen vorgesehen, die in
in den Bügel
eingebrachte Langlochbohrungen eingreifen und im Falle eines Unfalls
ein Verschieben des Bügels
relativ zu der Konsole unter Energieaufnahme ermöglichen. Es besteht nun ein
Interesse, eine Längsverschiebung
der Lenksäule
im Falle eines Crashs auch bei aus Komfortgründen verstellbaren Lenksäulen zu
realisieren.
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Aus
der
DE 101 54 659 A1 ist
eine Lenksäulenanordnung
bekannt, die eine Lenksäule
mit einem Mantelrohr und eine r. darin drehbar gelagerten Lenkspindel
aufweist, wobei die Lenksäule
in ihrer Neigung und Länge
veränderbar
ausgeführt
ist und Klemmmittel zum Fixieren der Lenksäule vorgesehen sind. Die bekannte
Lenksäule
weist eine Eindringstütze
auf, die gleitfähig
mittels Führungsbahnen
in einer fahrzeugfest angeordneten Konsole angebracht ist. In der
DE 101 41 551 A1 ist
ein Abreißmechanismus
für ein
Betätigungselement
an Klemmmitteln einer verstellbaren Lenksäulenanordnung beschrieben.
Der bekannte Klemmmechanismus ist derart aufgebaut, dass im Falle
eines Fahrzeugcrashs das Betätigungselement
durch den Fahr zeuginsassen vom Lagerteil des Klemmmechanismus getrennt
wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lenksäulenanordnung
zu schaffen, bei der, unter Beibehaltung von bekannten Komfortfunktionen,
die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht und ein zuverlässiger Gebrauch
der Lenksäulenanordnung
gewährleistet
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Lenksäulenanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung zeichnet
sich durch eine Lenksäulenanordnung
mit einer fahrzeugfest angeordneten Konsole, sowie eine Lenksäule aus,
die aus Komfortgründen
in ihrer Neigung und in ihrer Länge
veränderbar
ausgeführt
ist. Um die Lenksäule
in ihrer Position zu fixieren, sind zudem Klemmmittel vorgesehen.
Um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen im Falle eines Crashs zu
erhöhen,
ist zwischen der fahrzeugfest angeordneten Konsole und der Lenksäule mit
den Klemmmitteln ein Konsolenschlitten angeordnet, der so mit der
Konsole verbunden ist, dass eine lineare Verschiebung des Konsolenschlittens
entlang der Konsole möglich
ist. Erfindungsgemäß ist ein
Betätigungselement
zum Lösen
und Arretieren der Klemmmittel vorgesehen, welches in Wirkverbindung
mit den Klemmmitteln steht. Die Wirkverbindung ist dabei lösbar ausgeführt.
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Die
Möglichkeit
die Verbindung zwischen dem Betätigungselement
und den Klemmmitteln zu lösen,
bringt den Vorteil mit sich, dass nach Lösen der Verbindung die Stellung
der Klemmmittel fixiert und das Betätigungselement unabhängig von
den Klemmmitteln bewegt werden kann. Ein Lösen der Wirkverbindung zwischen
Betätigungselement
und Klemmmitteln bewirkt ein „Einfrieren" der Stellung der
Klemmmittel, weil die Klemmmittel ohne das Betätigungselement nicht ohne Weiteres
verändert
werden können.
Somit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass in bestimmten
Situationen ein Lösen
der Klemmmittel nicht erfolgt, obwohl das Betätigungselements bewegt wird.
Eine solche Situation kann beispielsweise bei einem Unfall auftreten,
wenn auf die Lenksäule
eine in axialer Richtung wirkende Kraft angreift, durch die die
Lenksäule
verschoben wird. In einem solchen Fall muss sichergestellt werden,
dass sich die Klemmmittel nicht lösen, weil dies ein unkontrolliertes,
insbesondere widerstandsloses Verfahren der Lenksäule nach
vorne ohne Energieabsorption zur Folge hätte.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erfolgt das Lösen
der Wirkverbindung zwischen dem Betätigungselement und den Klemmmitteln
im Falle eines Verschiebens des Konsolenschlittens relativ zur Konsole.
Ein Verschieben des Konsolenschlittens relativ zur Konsole erfolgt
in der Regel bei einer axial auf die Lenksäu le aufgebrachten Kraft, wie
dies beispielsweise bei einem Unfall auftritt. In dieser Situation
ist es wichtig, dass die Klemmmittel ihre Arretierungsposition beibehalten.
Wenn nun im Falle des Verschiebens des Konsolenschlittens relativ
zur Konsole die Wirkverbindung zwischen dem Betätigungselement und den Klemmmitteln
gelöst
wird, wird sichergestellt, dass die Klemmmittel ihre Arretierungsposition beibehalten
und somit die Klemmmittel die einmal fixierte Position der Lenksäule beibehalten.
Dadurch wird gewährleistet,
dass die Lenksäule
eine kontrollierte Bewegung durchführt. Die Bewegung findet nur durch
eine Relativverschiebung des Konsolenschlittens zur Konsole statt.
Alle anderen Elemente der Lenksäulenanordnung
behalten ihre Position bei. Dadurch wird sichergestellt, dass das
Verschieben definiert d.h. insbesondere über einen definiert eingestellten
Kraftabbau erfolgt.
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Bei
den Klemmmitteln kann es sich um gegenseitig überdeckende Lamellen handeln,
die von einem Spannbolzen durchsetzt sind. Über Lamellen lässt sich
eine definierte Reibkraft aufbauen, die ein zuverlässiges Fixieren
der Lenksäulenanordnung
gewährleistet
und gleichzeitig sicherstellt, dass ein einfaches Lösen der
Klemmmittel möglich
ist.
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An
dem Spannbolzen können
bekannte Spannmittel angeordnet sein, wie beispielsweise gegeneinander
verschiebbare Scheiben, die abhängig von
ihrer Stellung zueinander über
den Spannbolzen einen Druck auf die Lamellen ausüben.
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Bei
dem Betätigungselement
kann es sich beispielsweise um einen Hebel handeln. Der Hebel kann
dabei so angeordnet sein, dass sein eines Ende in Richtung Fahrzeuginnenraum
weist und somit von einem Fahrzeuginsassen leicht handhabbar ist.
Das andere Ende des Hebel kann mit den Spannmitteln zusammenwirken.
Je nachdem welche Stellung der Hebel einnimmt werden die Spannmittel
von einer Öffnungsstellung
in eine Schließstellung
oder umgekehrt überführt.
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Es
ist denkbar, die Verbindung zwischen Betätigungshebel und den Spannmitteln
formschlüssig auszuführen. Eine
formschlüssige
Verbindung bringt den Vorteil mit sich, dass sich die Kraft die
zum Lösen der
Verbindung notwendig ist genau einstellen lässt. Das bringt den Vorteil
mit sich, dass eine definierte Abreißkraft eingestellt werden kann.
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Der
Betätigungshebel
kann beispielsweise eine u-förmige
Aufnahme für
ein entsprechendes Verbindungselement der Spannmittel aufweisen.
Die u-förmige
Aufnahme kann beispielsweise als Zweiflach ausgeführt werden.
Ein Zweiflach bringt den Vorteil mit sich, dass eine reibschlüssige Verbindung hergestellt
werden kann, die einen Einfluss auf das Löseverhalten, insbesondere den
dem Lösen
entgegengesetzten Widerstand, der Wirkverbindung zwischen Betätigungshebel
und Spannmitteln hat.
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Vorteilhaft
ist die Aufnahme so ausgerichtet, dass sich im Falle eines Verschiebens
des Konsolenschlittens relativ zur Konsole ein Lösen der Verbindung zwischen
Betätigungshebel
und Spannmitteln durchführen
lässt.
Dazu kann das offene Ende der u-förmigen Aufnahme in die Richtung
ausgerichtet sein, in die sich der Konsolenschlitten relativ zur Konsole
bewegt.
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Damit
sich der Hebel bei einem Verschieben des Konsolenschlittens relativ
zur Konsole nicht mit dem Konsolenschlitten bewegt, sondern die
Wirkverbindung zwischen Betätigungshebel
und Spannmitteln gelöst
wird, kann der Hebel einen Mitnehmen aufweisen, der so ausgerichtet
ist, dass er bei einem Verschieben des Konsolenschlittens an der
Konsole zur Anlage kommt, wodurch ein weiteres Verschieben des Hebels
unterbunden wird. Wenn der Konsolenschlitten nun weiter verfahren
wird, löst
sich die Verbindung zwischen Hebel und Spannmitteln.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine dreidimensionale
Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung
vor einem Aufprall;
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2 eine dreidimensionale
Darstellung der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung
gemäß 1 nach einem Aufprall;
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3 eine dreidimensionale
Darstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungshebels
sowie
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4 eine dreidimensionale
Darstellung de erfindungsgemäßen Betätigungshebels
gemäß 3 von der gegenüberliegenden
Seite.
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In 1 ist eine Lenksäulenanordnung 1 dargestellt.
Die Lenksäulenanordnung 1 weist
eine fahrzeugfest angeordnete Konsole 2 auf. Die Konsole 2 hat
einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Sie weist Aufnahmen 3 für nicht
näher dargestellte
Befestigungsmittel auf. Über
diese Befestigungsmittel wird die Konsole 2 an einem ebenfalls nicht
dargestellten Fahrzeug montiert. Weiterhin weist die Konsole 2 ein
Langloch 4 auf, welches sich über ein Großteil der Länge der Konsole 2 erstreckt. In
dem Langloch 4 ist ein Kulissenstein 5 angeordnet, über den
an der Konsole 2 ein Konsolenschlitten 6 gelagert
ist. Die Verbindung des Konsolenschlittens 6 über den
in dem Langloch 4 gelagerten Kulissenstein 5 ermöglicht ein
Verschieben des Konsolenschlittens 6 relativ zu der fahrzeugfesten
Konsole 2. Der Verschiebeweg ist durch die Länge und
Ausrichtung des Langlochs 4 vorgegeben.
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Die
Lenksäulenanordnung 1 weist
weiterhin eine Lenksäule 7 mit
einem Mantelrohr 8 sowie einer in dem Mantelrohr 8 drehbar
gelagerten Lenkspindel 9 auf. Die Lenkspindel 9 dient
der Aufnahme eines nicht dargestellten Lenkrades und der Übertragung einer
von einem Fahrer in das Lenkrad eingebrachten Drehbewegung auf ein
Lenkgetriebe. Der Konsolenschlitten 6 weist auf seiner
von der Konsole 2 abgewandten Seite zwei Wangen 11' und 11'' auf, zwischen denen das Mantelrohr 8 angeordnet
ist. Dazu sind sowohl die Wangen 11' und 11'' als
auch das Mantelrohr 8 von einem Klemmbolzen 12 durchsetzt. Außerhalb
der Wange 11' sind
zwei sich gegenseitig überdeckende
Lamellenpakete 13' und 13'' angeordnet, die ebenfalls von
dem Klemmbolzen 12 durchsetzt sind, was in 1 nicht dargestellt ist. Dabei ist das
Lamellenpaket 13' über Bolzen 14 mit
der Wange 11'' verbunden.
Das Lamellenpaket 13'' wiederum ist über Bolzen 15 mit
dem Mantelrohr 8 verbunden.
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An
das Lamellenpaket 13' beziehungsweise 13'' schließen sich Spannmittel 16 an,
die ebenfalls von dem Spannbolzen 12 durchsetzt sind. Die Spannmittel 16 bestehen
aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Scheiben 16' und 16'' (vergleiche 2). Durch, zwischen den Scheiben angeordnete Kugeln,
die in in die Scheiben 16' und 16'' eingebrachten Kulissenbahnen verlaufen,
verändert
sich der Abstand der Scheiben zueinander, sobald diese relativ zueinander
bewegt werden. Die Bewegung der Scheiben 16'' und 16'' zueinander erfolgt als Drehbewegung,
die die Scheibe 16'' relativ zur Scheibe 16' um den Klemmbolzen
herum ausführt.
In Abhängigkeit
der Stellung der beiden Scheiben 16' und 16'' zueinander
nehmen die Klemmmittel entweder eine geöffnete Stellung ein, in der
ein Ver schieben und Verschwenken der Lenksäule 7 möglich ist, oder
eine geschlossene Stellung ein, in der die Position der Lenksäule 7 fixiert
ist. Ist der Abstand zwischen den Scheiben 16' und 16'' minimal, liegt die geöffnete Stellung
vor; ist der Abstand zwischen den Scheiben 16' und 16'' maximal, liegt die geschlossene
Stellung vor.
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Damit
ein Fahrzeuginsasse die Klemmmittel einfach betätigen kann, ist ein Hebel 17 vorgesehen. Ein
Ende des Hebels 17 steht in Wirkverbindung mit den Spannmitteln 16' und 16'', während das andere Ende des Hebels 17 in
den Fahrzeuginnenraum ragt, damit er einfach betätigt werden kann. Der Hebel 17 wird
nun im Zusammenhang mit den 3 und 4 näher erläutert.
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Der
Hebel 17 weist eine längliche,
m Wesentlichen rechteckige Form auf. An beiden Enden sind Ausnehmungen 18 und 19 vorgesehen.
In seinem mittleren Bereich weist der Hebel 17 eine Stufe 21 auf.
Die Stufe 21 dient dazu, den Hebel 17 in seiner
Einbauposition um das Mantelrohr 8 herumzuführen. Im
Bereich der oberen Ausnehmung 18 ist eine u-förmige Aufnahme 22 vorgesehen.
Die Aufnahme zeichnet sich durch einen u-förmig um die Ausnehmung 18 herum
verlaufenden Steg 23 mit einem Hinterschnitt aus. Der Hinterschnitt
ruft eine Führungsnut 24 hervor,
die auf einer Seite durch den Steg 23 und auf der anderen
Seite durch den Hebel 17 begrenzt ist. Durch die soeben
beschriebene Ausgestaltung der Aufnahme 22 wird die Möglichkeit
einer formschlüssigen
Aufnahme eines Verbindungselementes geschaffen, welches bezüglich des
Hebels 17 einen Freiheitsgrad hat und zwar lässt die
Aufnahme 22 ein Verschieben des Hebels 17 in Richtung des
Pfeils A zu.
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Die
Ausnehmung 19 dient zur Aufnahme von im Zusammenhang mit
der Erfindung nicht näher
interessierenden Verbindungsmitteln und soll daher hier nicht weiter
beschrieben werden.
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In
Höhe der
Ausnehmung 18 auf der Seite der u-förmigen Aufnahme 22,
die offen ist, ist in Richtung des Pfeils A weisend eine Nase 25 angeordnet. Die
Nase 25 weist eine Ausnehmung 26 auf. Die Ausnehmung 26 dient
zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten
Nadel, die eine Verbindung zwischen dem Hebel 17 und den
Spannmitteln 16 herstellt. Die Funktion dieser Verbindung
wird im Folgenden noch näher
beschrieben. Weiterhin weist die Nase 25 auf zwei gegenüberliegenden
Seiten Kerben 27 auf, die zu einem definierten Materialversagen
der Nase 25 beitragen. In 4 ist
die Rückseite
des in 3 dargestellten
Hebels 17 dargestellt. Es sind die Ausnehmungen 18 und 19 sowie
die Stufe 21 zu erkennen. Weiterhin ist die Nase 25 mit
der Ausnehmung 26 und den Kerben 27 dargestellt.
Am Rand der Ausnehmung 18 auf der der Nase 25 zugewandten
Seite ist ein Vorsprung 28 vorgesehen, der zur Stabilisierung
Rippen 29 aufweist. Die Rippen 29 sind auf der der
Ausnehmung 18 gegenüberliegenden
Seite des Vorsprungs 28 angeordnet. Über den Vorsprung 28 kann
eine Anlageverbindung zwischen dem Hebel 17 und der Konsole 2 hergestellt
werden. Die Funktionsweise des Vorsprungs 18 wird ebenfalls
im Folgenden näher
erläutert.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung:
Im normalen Gebrauch kann die Lenksäule 7 der Lenksäulenanordnung 1 sowohl in
ihrer Neigung als auch in ihrer Länge verändert werden. Dazu muss der
Hebel 17 an seinem nach unten weisenden Ende betätigt werden,
das heißt
in Richtung Pfeils B gemäß 1 verschoben werden. Das
Verschieben bewirkt ein Verschwenken des Hebels 17. Da
der Hebel 17 über seine
Aufnahme 22 mit einem entsprechenden Verbindungselement 31 (vergleiche 2) der Scheibe 16'' der Klemmmittel 16 verbunden
ist, bewirkt das Verschieben des Hebels 17 ein Drehen der
Scheibe 16'' relativ zur
Scheibe 16'.
Durch das Drehen der Scheibe 16'' relativ
zur Scheibe 16' verändert sich
der Abstand der beiden Scheiben zueinander – die Scheiben 16' und 16'' rutschen näher zueinander. Dadurch wird
die durch die Lamellen 13' und 13'' aufgebaute Klemmung gelöst und ein
Verschwenken des Mantelrohres 8 relativ zu der fahrzeugfesten
Konsole 2 wird ermöglicht.
Sobald die optimale Position für
die Lenksäule 7 eingestellt
wurde, wird der Hebel 17 entgegen der Pfeilrichtung B betätigt, wodurch
wiederum die Scheibe 16'' relativ zur
Scheibe 16' gedreht
wird und sich die Scheiben 16' und 16'' auseinanderbewegen.
Dadurch werden die Lamaellen 18' und 18'' zusammengeschoben
und die Lenksäule
in ihrer eingestellten Position fixiert.
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Wenn
nun im Falle eines Unfalls auf die Lenksäule 7 eine axiale
Kraft aufgebracht wird, die ein vorbestimmtes Maß überschreitet, löst sich
der Konsolenschlitten 6 von der Konsole 2 und
ein Verschieben der Lenksäule 7 relativ
zur Konsole 2 wird möglich.
Um zu verhindern, dass bei diesem Verschieben die Klemmung gelöst wird,
was ein ungedämpftes
Verschieben der Lenksäule 7 relativ
zur Konsole 2 zur Folge hätte, stellt der Vorsprung 28 eine
Verbindung zwischen dem Hebel 17 und der Konsole 2 her.
Dabei verhindert die Konsole 2 ein weiteres Verschieben
des Hebels 17. Der Hebel 17 wird also relativ
zur Konsole 2 über
den Vorsprung 18 festgelegt. Wenn nun die axial auf die
Lenksäule 7 einwirkende
Kraft ein gewisses Maß überschreitet, führt dies
zu einem Lösen
der Wirkverbindung zwischen dem Hebel 17 und den Spannmitteln 16.
Die Spannmittel 16, die über den Klemmbolzen 12 fest mit
der sich vorschiebenden Lenksäule 7 verbunden sind
werden dabei aus der Aufnahme 22 des Hebel herausgeschoben.
Damit das Herausschie ben nicht bei der kleinsten auf die Lenksäule 7 aufgebrachten Kraft
erfolgt, sondern erst ab einer vorbestimmten Kraft, ist über die
Nase 25 und die darin gelagerte Nadel eine Verbindung zwischen
dem Hebel 17 und den Spannmitteln 16 hergestellt.
Die in die Nase 25 eingebrachten Kerben 27 sind
so ausgelegt, dass sie die Nadel ab einer bestimmten Kraft frei
geben. Das bewirkt, dass erst ab Überschreiten dieser vorbestimmten
Kraft ein Lösen
der Spannmittel 16 aus der Aufnahme 22 möglich ist.
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Wichtig
im Zusammenhang mit der Erfindung ist, dass sich der Spannbolzen 12 lediglich
bis zu den Spannmitteln 16 und nicht mehr durch den Hebel 17 erstreckt.
Durch dieses Merkmal ist ein Lösen
der Wirkverbindung auf Grund einer translatorischen Verschiebung
der Lenksäulenanordnung 7 relativ
zu der Konsole 2 möglich.