DE19933676A1 - Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Lenkungsanordnung für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Eine Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Mantelrohr, das in einem lenkradseitigen Bereich mittels einer Stelleinrichtung relativ zu einer fahrzeugfesten Konsole höhenverstellbar angeordnet ist, und das in einem lenkgetriebeseitigen Bereich mittels einer Ausgleichslagerung schwenkbeweglich an der fahrzeugfesten Konsole gelagert ist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Mantelrohr mittels der Stellvorrichtung zusätzlich längsverstellbar gehalten, und die Ausgleichslagerung ist durch einen einzelnen, exzentrisch am Mantelrohr angreifenden Aufhängepunkt gebildet, der die Schwenkachse für die Höhenverstellung des Mantelrohres definiert und der in Längsrichtung des Mantelrohres Freiheitsgrade für eine Verschiebbarkeit des Mantelrohres aufweist. DOLLAR A Einsatz für Lenkungsanlagen von Personenkraftwagen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkungsanordnung für ein Kraftfahr
zeug mit einem Mantelrohr, das in einem lenkradseitigen Bereich
für eine Höhenverstellung des Lenkrades mittels einer Stellein
richtung relativ zu einer fahrzeugfesten Konsole höhenverstell
bar angeordnet ist, und das in einem lenkgetriebeseitigen Be
reich mittels einer Ausgleichslagerung schwenkbeweglich an der
fahrzeugfesten Konsole gelagert ist.
Eine solche Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug ist aus der
DE 195 12 809 A1 bekannt. Um eine Höhenverstellung eines Lenkra
des der Lenkungsanordnung zu erzielen, ist ein Mantelrohr der
Lenkungsanordnung in einem lenkradseitigen und damit - auf die
normale Fahrtrichtung bezogen - hinteren Bereich mittels einer
manuellen Stelleinrichtung höhenverlagerbar gehalten. Frontsei
tig und damit zu einem Lenkgetriebe der Lenkungsanordnung hin
gewandt ist das Mantelrohr mittels einer Ausgleichslagerung an
einer fahrzeugfesten Konsole gehalten. Die Ausgleichslagerung
weist einen das Mantelrohr umgreifenden Ring auf, der radial ge
sehen elastisch nachgiebig gestaltet ist und innerhalb eines
fahrzeugfest verschraubten Ringflansches positioniert ist. Die
ser frontseitige Bereich bildet die Schwenklagerung des Mantel
rohres, um mittels der rückseitigen Stelleinrichtung die Höhen
verstellung des Mantelrohres erzielen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkungsanordnung der ein
gangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln so
wohl eine Höhenverstellung als auch eine Längsverstellung eines
Lenkrades der Lenkungsanordnung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mantelrohr mittels
der Stellvorrichtung zusätzlich längsverstellbar gehalten ist,
und daß die Ausgleichslagerung durch einen einzelnen, exzen
trisch am Mantelrohr angreifenden Aufhängepunkt gebildet ist,
der die Schwenkachse für die Höhenverstellung des Mantelrohres
definiert, und der in Längsrichtung des Mantelrohres Freiheits
grade für eine Verschiebbarkeit des Mantelrohres aufweist. Da
durch wird in einfacher Weise zusätzlich zu einer Höhenverstell
barkeit des Lenkrades auch eine Längsverstellbarkeit erzielt.
Die Ausgleichslagerung ist äußerst einfach und kompakt aufge
baut. Durch die exzentrische Anordnung lediglich eines einzelnen
Aufhängepunktes, der sich oberhalb einer am Mantelrohr gelager
ten Lenkspindel befindet, wird eine äußerst einfache und ledig
lich einen geringen Bauraum benötigende Halterung des Mantelroh
res erzielt. Die Längsbeweglichkeit des Mantelrohres im Bereich
des Aufhängepunktes mittels der Freiheitsgrade ist vorzugsweise
auf die durch die Stellvorrichtung vorgegebene Längsbeweglich
keit des Mantelrohres abgestimmt.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Mantelrohr einen exzen
trisch nach außen versetzten Profilabschnitt auf, der mit einem
in Längsrichtung des Mantelrohres ausgerichteten Längsschlitz
versehen ist, und der Längsschlitz ist von einem radial zu einer
Längsachse des Mantelrohres ausgerichteten, als Aufhängepunkt
dienenden Lagerzapfen durchsetzt, der sich mit einem Kopfbereich
innenseitig an dem Profilabschnitt abstützt und der unter Feder
spannung an der fahrzeugfesten Konsole gehalten ist. Die durch
Federkraft vorgespannte Positionierung des Lagerzapfens ermög
licht eine spielfreie Lagerung des Mantelrohres unabhängig von
der jeweils eingestellten Schwenkposition. Durch die Integration
des Aufhängepunktes in einen mit dem Mantelrohr einstückigen
Profilabschnitt wird ein äußerst robuster Aufbau erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Profilabschnitt
auf gegenüberliegenden Seiten des Längsschlitzes durch seitliche
Stützabschnitte der fahrzeugfesten Konsole in Fahrzeugquerrich
tung spielfrei abgestützt. Durch die seitliche Abstützung wird
eine erhöhte Seitenstabilität erzielt, wodurch Seitenkräfte auf
den Lagerzapfen vermieden werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Stützabschnitte
der Konsole relativ zum Profilabschnitt des Mantelrohres ballig
gestaltet. Diese runden Konturen der an dem Profilabschnitt des
Mantelrohres außen- und innenseitig anliegenden Stützabschnitte
gewährleisten bei entsprechenden Verstellbewegungen eine spiel
freie Kinematik.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die fahrzeugfeste
Konsole zur Aufnahme des Lagerzapfens einen Hohlkammerabschnitt
auf, in dem die Federanordnung zur spielfreien Stützung des La
gerzapfens positioniert ist. Dadurch wird ein sicherer Schutz
des Aufhängepunktes gegen Belastungen von außen erzielt. Zudem
sind vorteilhaft mit dem Hohlkammerabschnitt die Stützabschnitte
verbunden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die miteinander im
Bereich des Aufhängepunktes in Berührung gelangenden mantelrohr-
und konsolenseitigen Abschnitte gleitbeschichtet. Dadurch wird
die Reibung zwischen den entsprechenden Abschnitten reduziert.
Vorteilhaft sind Teflonbeschichtungen vorgesehen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der
Zeichnungen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Ausfüh
rungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsanordnung,
Fig. 2 in vergrößerter schematischer Darstellung einen vorderen
Aufhängepunkt eines Mantelrohres der Lenkungsanordnung
nach Fig. 1,
Fig. 3 in einem Querschnitt eine detailliert dargestellte Aus
führungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsanordnung
nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1,
und
Fig. 4 in vergrößerter dreidimensionaler Darstellung die Len
kungsanordnung nach Fig. 3 im Bereich des Aufhängepunk
tes nach Fig. 3.
Eine Lenkungsanlage 1 für einen Personenkraftwagen nach den Fig.
1 und 2 weist in grundsätzlich bekannter Weise ein in einem
Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges befindliches Lenkrad 2
auf, das an einem stirnseitigen Ende einer Lenkspindel 3 gehal
ten ist. Die Lenkspindel 3 ist drehbeweglich in einem Mantelrohr
4 gelagert, das an einer fahrzeugfesten Konsole 5 gehalten ist.
Die fahrzeugfeste Konsole 5 ist mit entsprechenden Teilen einer
Karosserietragstruktur im Bereich einer Armaturentafel des
Kraftfahrzeuges verbunden.
Die obere Lenkspindel 3 ist über ein Kreuzgelenk mit einer unte
ren Lenkspindel 8 verbunden, die wiederum mit einem Lenkgetriebe
9 gekoppelt ist.
Das Mantelrohr 4 ist mittels einer Stelleinrichtung 6, die manu
ell bedienbar ist, sowohl entlang seiner Längsachse L längenver
stellbar als auch etwa rechtwinklig zur Längsachse L jeweils zur
fahrzeugfesten Konsole 5 höhenverstellbar. Dadurch ist es mög
lich, die Position des Lenkrades 2 in seiner Höhe als auch in
seiner Tiefe relativ zur Armaturentafel individuell auf den je
weiligen Fahrer einzustellen. Rückseitig und damit in einem
lenkradseitigen Bereich ist das Mantelrohr 4 mittels der Stell
einrichtung 6 an der fahrzeugfesten Konsole 5 gehalten. Front
seitig und damit in einem vorderen, lenkgetriebeseitigen Bereich
des Mantelrohres 4 ist das Mantelrohr 4 mittels eines einzelnen
Aufhängepunktes 7 zum einen um eine in Fahrzeugquerrichtung ho
rizontal verlaufende Schwenkachse S (Fig. 3) relativ zur fahr
zeugfesten Konsole 5 schwenkbeweglich gelagert. Durch diese
schwenkbewegliche Lagerung wird die Höhenverstellbarkeit des
Mantelrohres 4 im Bereich der Stelleinrichtung 6 erzielt. Zum
anderen ist der Aufhängepunkt 7 derart gestaltet, daß Längsver
schiebungen entlang der Längsachse L des Mantelrohres 4 möglich
sind, ohne daß das Mantelrohr 4 die sichere Positionierung am
Aufhängepunkt 7 verläßt. Der Aufhängepunkt 7 greift an einem ex
zentrisch zur Längsachse L des Mantelrohres 4 angeordneten Pro
filabschnitt 10 des Mantelrohres 4 an. Der Profilabschnitt 10
ist oberhalb der Lenkspindel 3 als entsprechender Fortsatz des
Mantelrohres 4 und damit näher zur fahrzeugfesten Konsole 5 hin
versetzt positioniert.
In den Profilabschnitt 10 verläuft in nicht näher dargestellter
Weise analog dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ein
Längsschlitz parallel zur Längsachse L, durch den ein Lagerzap
fen 11 als Teil des Aufhängepunktes 7 hindurchragt. Der Lager
zapfen 11 weist innenseitig des Profilabschnittes 10 und damit
auf der der Lenkspindel 3 zugewandten Seite des Profilabschnit
tes 10 einen nicht näher bezeichneten Kopfbereich auf, der sich
an der Innenseite des Profilabschnittes 10 abstützt. Auf der ge
genüberliegenden Außenseite des Profilabschnittes 10 ist der La
gerzapfen mit einer Federanordnung 13 verbunden, die an der
fahrzeugfesten Konsole 5 aufgehängt bzw. abgestützt ist. Die Fe
deranordnung 13 übt auf den Lagerzapfen 11 eine - auf die Längs
achse L bezogen - radial nach außen wirkende Zugkraft aus, wo
durch der Kopfbereich des Lagerzapfens 11 gegen die Innenseite
des Profilabschnittes 10 gedrückt wird. Zusätzlich weist die
fahrzeugfeste Konsole 5 als Gegenlager Stützabschnitte 12 auf,
die die Außenseite des Profilabschnittes 10 gegen die durch den
Lagerzapfen 11 bewirkte Zugkraft abstützen, so daß der Profilab
schnitt 10 des Mantelrohres 4 spielfrei zwischen dem Kopfbereich
des Lagerzapfens 11 und den Stützabschnitten 12 der fahrzeugfes
ten Konsole 5 gehalten ist.
Sowohl der Kopfbereich des Lagerzapfens 11 als auch die korres
pondierenden Stützabschnitte 12 der fahrzeugfesten Konsole 5
sind relativ zur Schwenkachse S ballig gestaltet, um eine kine
matisch einwandfreie, spielfreie Verschwenkung des Profilab
schnittes 10 und damit des Mantelrohres 4 im Bereich des Aufhän
gepunktes 7 (gestrichelte Darstellungen) zu erzielen. Ein Kreis
bogen einer für die Höhenverstellung zuständigen Kulissenführung
der fahrzeugfesten Konole 5 im Bereich der Stelleinrichtung 6
ist koaxial zur Schwenkachse 5 ausgerichtet.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte praktische Ausführung der
Lenkungsanordnung 1 nach den Fig. 1 und 2 entspricht dem zuvor
beschriebenen Funktionsprinzip der Lenkungsanordnung 1 nach den
Fig. 1 und 2, wobei funktionsgleiche Bauteile oder Abschnitte
mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Buchstabens
a versehen sind. Das Mantelrohr 4a weist einen im oberen Bereich
polygonalen Querschnitt auf, wobei zum einen der horizontale und
den Längsschlitz 16 aufweisende Profilabschnitt im Bereich des
Aufhängepunktes 7 gebildet wird. Zum anderen wird der Profilab
schnitt 10a des Mantelrohres 4a durch schräg abfallende Seiten
flanken 14 begrenzt, die als jeweils winklig ansetzende, ebene
Profilabschnitte gestaltet sind. Die fahrzeugfeste Konsole 5a
weist zwei korrespondierende, dachartige Stützabschnitte 15 auf,
die an den Seitenflanken 14 außenseitig anliegen. Außerdem weist
die Konsole 5a im Bereich des Aufhängepunktes 7 ein mit einem
zentralen Hohlkammerabschnitt versehenes Gleitstück 12a auf, an
dem die dachartigen Stützabschnitte 15 einstückig angeformt
sind. Das Gleitstück 12a ist über eine Querbohrung 17 mittels
einer entsprechenden Schraubbolzenverbindung lösbar an der fahr
zeugfesten Konsole befestigt. Der Lagerzapfen 11a weist einen
die Innenseite des Mantelrohres 4a und des Profilabschnittes 10a
stützenden Kopfbereich auf, der analog der Darstellung nach Fig.
2 relativ zur Schwenkachse 5 ballig gestaltet ist. Innerhalb des
Gleitstückes 12a wird der Lagerzapfen 11a durch eine als Feder
anordnung dienende Tellerfeder 13a federbelastet, die sich an
einem Boden des Gleitstückes 12a abstützt. Bei einer nicht dar
gestellten Ausführungsform ist anstelle einer Tellerfeder ein
Gummiklotz oder -bolzen vorgesehen, der die federelastische Ab
stützung des Lagerzapfens übernimmt. Neben dem Kopfbereich des
Lagerzapfens 11a sind auch die Unterseiten der dachartigen
Stützabschnitte 15 ballig gestaltet, wie anhand der Fig. 4 er
kennbar ist. Die Funktion entspricht der Funktion der Stützab
schnitte 12 nach Fig. 2. Das Mantelrohr 4a ist somit um die
Schwenkachse S derart verschwenkbar, daß die Längsachse L gemäß
Fig. 4 (strichpunktierte Darstellung) unterschiedliche Stellun
gen relativ zur fahrzeugfesten Konsole 5a einnehmen kann. Der
Längsschlitz 16 gewährleistet die Längsverschiebbarkeit des Man
telrohres 4a. Um aufgrund der permanenten, spielfreien Anlage
des Lagerzapfens 11a und der Stützabschnitte 15 am Mantelrohr 4a
dennoch eine reibungsarme Längsverschiebbarkeit des Mantelrohres
4a zu gewährleisten, sind die Unterseiten der Stützabschnitte 15
wie auch die Oberseite des Kopfbereiches des Lagerzapfens 11a
gleitbeschichtet, vorzugsweise teflonbeschichtet. Die Gleitbe
schichtungszonen sind mit dem Bezugszeichen B versehen.
Wie anhand der Fig. 3 und 4 erkennbar ist, ist das Gleitstück
12a im Bereich der Stützabschnitte 15 als Blechbiegekonstruktion
gestaltet. Im Bereich der Stützabschnitte 15 sind die die Stütz
abschnitte 15 bildenden Blechlaschen doppelt gelegt. Dabei ist
eine einstückige Blechlasche entsprechend umgekantet, so daß
sich insgesamt ein reiterartiger Querschnitt ergibt (Fig. 3).
Die gewählte Blechbiegekonstruktion gewährleistet im Crashfall
eine Fangfunktion für das Mantelrohr 4a, indem eine entsprechen
de Crashbelastung gemäß Fig. 3 auf das Mantelrohr 4a nach unten
über den Lagerzapfen 11a den Boden des Gleitstückes 12a mit
nimmt, wodurch die Laschenbereiche der Stützabschnitte 15 nach
unten aufgebogen werden. Durch die plastische Deformation der
Stützabschnitte 15 und die Auffaltung der Laschenbereiche der
Stützabschnitte 15 erfolgt eine Energieabsorption, wobei die ge
samte Blechbiegekonstruktion des Gleitstückes 12a sich nach un
ten längt. Durch die Längung bleibt das Mantelrohr 4a im Bereich
dieses Aufhängepunktes gefangen. Gleichzeitig wurde jedoch Auf
prallenergie durch die Deformation der Stützabschnitte 15 und
des Bodens des Gleitstückes 12a vernichtet. Wie aus Fig. 4 er
kennbar ist, sind die durch Biegung und Umkantung doppelt geleg
ten Laschenbereiche der Stützabschnitte 15 zusätzlich noch durch
entsprechend außen übergreifende Biegelaschen 18 gesichert, um
zu verhindern, daß bereits geringere Kräfte in Fahrzeughochrich
tung eine Aufweitung der Stützabschnitte 15 bewirken. Durch die
se zur Sicherung dienenden Biegelaschen 18 wird gewährleistet,
daß erst bei Belastungsniveaus, die entsprechenden Crashbelas
tungen entsprechen, die gewünschte Aufweitung und Längung des
Gleitstückes 12a nach unten erfolgt.
Claims (9)
1. Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Mantel
rohr, das in einem lenkradseitigen Bereich für eine Höhenver
stellung des Lenkrades mittels einer Stelleinrichtung relativ zu
einer fahrzeugfesten Konsole höhenverstellbar angeordnet ist,
und das in einem lenkgetriebeseitigen Bereich mittels einer Aus
gleichslagerung schwenkbeweglich an der fahrzeugfesten Konsole
gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mantelrohr (4, 4a) mittels der Stellvorrichtung (6) zu
sätzlich längsverstellbar gehalten ist, und daß die Ausgleichs
lagerung durch einen einzelnen, exzentrisch am Mantelrohr (4,
4a) angreifenden Aufhängepunkt (7, 7a) gebildet ist, der die
Schwenkachse (S) für die Höhenverstellung des Mantelrohres (4,
4a) definiert, und der in Längsrichtung (L) des Mantelrohres (4,
4a) Freiheitsgrade für eine Verschiebbarkeit des Mantelrohres
(4, 4a) aufweist.
2. Lenkungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mantelrohr (4, 4a) einen exzentrisch nach außen versetz
ten Profilabschnitt (10, 10a) aufweist, der mit einem in Längs
richtung des Mantelrohres (4, 4a) ausgerichteten Längsschlitz
(16) versehen ist, und daß der Längsschlitz (16) von einem ra
dial zu einer Längsachse (L) des Mantelrohres (4, 4a) ausgerich
teten, als Aufhängepunkt dienenden Lagerzapfen (11, 11a) durch
setzt ist, der sich mit einem Kopfbereich innenseitig an dem
Profilabschnitt (10, 10a) abstützt und der unter Federspannung
an der fahrzeugfesten Konsole (5, 5a) gehalten ist.
3. Lenkungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilabschnitt (10, 10a) auf gegenüberliegenden Seiten
des Längsschlitzes (16) durch seitliche Stützabschnitte (15) der
fahrzeugfesten Konsole (5a) in Fahrzeugrichtung spielfrei abge
stützt ist.
4. Lenkungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützabschnitte (15) dachartig gestaltet sind und zwei
korrespondierend schräg abfallende Seitenflanken (14) des Pro
filabschnittes (10, 10a) übergreifen.
5. Lenkungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützabschnitte (15) der Konsole (5a) und der Kopfbe
reich des Lagerzapfens (11a) relativ zum Profilabschnitt (10a)
des Mantelrohres (4a) ballig gestaltet sind.
6. Lenkungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützabschnitte (15) Teil eines Gegenstückes (12a) sind,
das an der Konsole lösbar festgelegt ist.
7. Lenkungsanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegenstück (12a) als Blechbiegekonstruktion derart ge
staltet ist, daß eine plastisch deformierte Nachgiebigkeit in
Fahrzeughochrichtung nach unten vorhanden ist.
8. Lenkungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegenstück (12a) der Konsole (5a) zur Aufnahme des La
gerzapfens (11a) einen Hohlkammerabschnitt (12a) aufweist, in
dem die Federanordnung (13a) zur spielfreien Stützung des Lager
zapfens (11a) positioniert ist.
9. Lenkungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die miteinander im Bereich des Aufhängepunktes (7) in Berüh
rung gelangenden mantelrohr- und konsolenseitigen Abschnitte
(11, 12; 11a, 15) gleitbeschichtet sind.
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