DE10341604B4

DE10341604B4 - Lenksäulenanordnung mit einer in ihrer Neigung und Länge veränderbaren Lenksäule

Info

Publication number: DE10341604B4
Application number: DE10341604A
Authority: DE
Inventors: Fred Dipl.-Ing. Eggers; Torsten Dipl.-Ing. Harms; Holger Dipl.-Ing. Kittler; Sven Dipl.-Ing. Sagner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Eggers Fred Dipl-Ing 21614 Buxtehude De; Harms Torsten Dipl-Ing 21129 Hamburg De; Kittler Holger Dipl-Ing 22761 Hamburg De; Sagner Sven Dipl-Ing 22309 Hamburg De
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: US20080116675A1; JP2007504985A; WO2005028280A1; DE10341604A1

Abstract

Lenksäulenanordnung mit
– einer fahrzeugfest angeordneten Konsole (2),
– einer Lenksäule (7), die ein Mantelrohr (8) und eine darin drehbar gelagerte Lenkspindel (9) aufweist, wobei
– die Lenksäule (7) in ihrer Neigung und Länge veränderbar ausgeführt ist und Klemmmittel (12) zum Fixieren der Lenksäule (7) vorgesehen sind, wobei die Lenksäule (7) mit den Klemmmitteln (12) über einen Konsolenschlitten (13) mit der Konsole (2) verbunden ist, der verschiebbar an der Konsole (2) gelagert ist und erst ab Überschreiten einer vorbestimmten auf die Lenksäule (7) in axialer Richtung aufgebrachten Kraft (A) ein Verschieben des Konsolenschlittens (13) relativ zur Konsole (2) möglich ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Konsolenschlitten (13) und Konsole (2) Mittel zum Reduzieren der Reibung (19) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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. Diese sind so ausgelegt, 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 angreift, wie beispielsweise bei einem Unfall. Andererseits müssen die Klemmmittel so ausgelegt sein, dass sie im Bedarfsfall eine Veränderung der Position der Lenksäule einfach zulassen.
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 Lammellen 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.
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 ermöglicht wird. Dazu wird beispielsweise auf die DE 37 20 320 A1 verwiesen. Aus dieser Druckschrift geht eine Lenksäulenanordnung mit einer fahrzeugfest angeordneten Konsole hervor. Weiterhin ist eine nicht verstellbare Lenksäule offenbart, die über einen sogenannten Bügel mit der Konsole verbunden ist. Bügel und Konsole sind über Bolzen miteinander verbunden. Die Bolzen greifen in in den Bügel eingebrachte Langlochbohrungen ein, die im Falle eines Unfalls ein Verschieben des Bügels relativ zu der Konsole unter Energieaufnahme ermöglichen.
Aus der DE 699 01 366 T2 ist eine Lenksäulenanordnung mit einem fahrzeugfest angeordneten Träger, einer in ihrer Neigung und Länge veränderbaren Lenksäule sowie Mitteln zum Fixieren der Lenksäule bekannt. Die Lenksäule ist mit den Mitteln zum Fixieren mit einem beweglichen Trägerteil verbunden, der verschiebbar an dem festen Träger gelagert ist und sich ab Überschreiten einer vorbestimmten auf die Lenksäulenanordnung wirkenden Kraft relativ zum festen Träger verschiebt.
Die DE 101 54 659 A1 offenbart ebenfalls eine Lenksäulenanordnung mit einem fahrzeugfest angeordneten Träger und einer Lenksäule, die in ihrer Neigung und in ihrer Länge veränderbar ausgeführt ist sowie Mittel zum Fixieren der Lenksäule aufweist. Bei einer auf die Lenksäule aufgebrachten Kraft, die ein bestimmtes Maß überschreitet, erfolgt ein Zusammen schieben von einem unteren und einem oberen Lenksäulenrohr. Dabei verschiebt sich eine Eindringstütze, in der das untere Lenksäulenrohr gelagert ist, relativ zum festen Träger.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenksäulenanordnung zu schaffen, bei der, unter Beibehaltung von bekannten Komfortfunktionen, die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch eine Lenksäulenanordnung mit einer fahrzeugfest angeordneten Konsole sowie einer 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 vorgesehen, der so mit der Konsole verbunden ist, dass eine lineare Verschiebung des Konsolenschlittens entlang der Konsole möglich ist. Dieses Verschieben des Konsolenschlittens mit der Lenksäule und den Klemmmitteln entlang der Konsole erfolgt erst, wenn eine auf die Lenksäule einwirkende Kraft eine vorbestimmte Kraft überschreitet, wobei die vorbestimmte Kraft kleiner ist als eine von den Klemmmitteln aufnehmbare Kraft. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von aufnehmbare Kraft der Klemmmittel die Rede ist, so ist damit die Kraft gemeint, die die Klemmmittel aufnehmen können, ohne dass sich die Klemmmittel lösen und die Position der Lenksäule sich verändert. Zwischen Konsolenschlitten und Konsole sind Mittel zum Reduzieren der Reibung vorgesehen. Das kann beispielsweise in Form eines zwischen den beiden Teilen aufgetragenen Schmierstoffes, einer Gleitbeschichtung oder einer Gleiteinlage erfolgen. Eine Reibungsreduzierung zwischen Konsolenschlitten und Konsole bringt den Vorteil mit sich, dass der Kraftaufwand zum Einleiten der Verschiebebewegung des Konsolenschlittens minimiert wird, wodurch ein sogenannter Abreiss-Peak reduziert wird, was sich positiv auf die auf einen Insassen wirkenden Belastungen auswirkt. Zudem kann ein beim Verschieben des Konsolenschlittens relativ zur Konsole wirkender Widerstand genauer eingestellt werden.
Durch die Erfindung wird sichergestellt, dass im Falle eines Unfalls die Klemmmittel die Lenksäule in ihrer eingestellten Position halten, jedoch eine Verschiebung des Konsolenschlittens entlang der Konsole eingeleitet wird. Mit anderen Worten ist zusätzlich zu der aus Komfortzwecken vorgesehenen Positionsverstellmöglichkeit eine zweite Crash-Positionsverstellmöglichkeit vorgesehen. Das Vorsehen einer zusätzlichen Positionsverstellmöglichkeit bringt den Vorteil mit sich, dass jeder Positionsverstellung unterschiedliche Widerstände zugeordnet werden können. So ist es beispielweise von Vorteil, wenn eine Verstellung der Lenksäule aus Komfortgründen ohne große Widerstände möglich ist, so dass ein Fahrzeuginsasse die Verstellung des Lenkrads auf einfache Weise durchführen kann. Dieser Fall ist dann gegeben, wenn der Insasse aktiv die Klemmmittel in ihre Öffnungsstellung überführt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Verschiebung der Lenksäule im Falle eines Crashs gegen einen vorbestimmten Widerstand erfolgt, mit dem Crashenergie absorbiert werden kann. Eine Trennung der Verstellmöglichkeiten bzw. Verstellvorrichtungen ermöglicht ein Vorsehen unterschiedlicher Widerstände auf einfache Weise.
Es ist denkbar, dass die Konsole ein als Führung dienendes Langloch aufweist. Durch ein solches Langloch wird eine Bewegungsrichtung eindeutig vorgegeben, dadurch wird gewährleistet, dass der Konsolenschlitten im Falle eines Unfalls einen definierten Weg zurücklegt. Zum Zusammenwirken mit der Kulissenführung, ist es denkbar, dass der Konsolenschlitten einen Kulissenstein aufweist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, den Kulissenstein an der Konsole vorzusehen und den Konsolenschlitten mit einem Langloch zu versehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind lösbare Befestigungsmittel vorgesehen, die zwischen der Konsole und dem Konsolenschlitten angeordnet sind und ein Verschieben des Konsolenschlittens im normalen Gebrauch der Lenksäule relativ zur Konsole verhindern. Die Befestigungsmittel sind dabei so auszulegen, dass sie den Konsolenschlitten relativ zur Konsole ab einer vorbestimmten Kraft freigeben. Die Kraft ist so ausgelegt, dass sie geringer ist als eine von den Klemmmitteln aufnehmbare Kraft.
An dem Konsolenschlitten können weiterhin Aufnahmeelemente für die Klemmmittel vorgesehen sein. Diese Aufnahmemittel können beispielsweise die Form von Schenkeln aufweisen. Die Schenkel können sich beispielweise senkrecht von dem Konsolenschlitten erstrecken.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung;
2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung gemäß 1;
3 eine dreidimensionale Darstellung einer Konsole mit einem Konsolenschlitten einer Lenksäulenanordnung gemäß 1 vor einem Aufprall sowie
4 eine dreidimensionale Darstellung einer Konsole mit einem Konsolenschlitten einer Lenksäulenanordnung gemäß 1 nach einem Aufprall.
In 1 ist eine Lenksäulenanordnung 1 dargestellt. Die Lenksäulenanordnung 1 weist eine 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 sind Aufnahmen 4 vorgesehen (vgl. 2), die zur Aufnahme eines weiteren Befestigungselementes dienen. Das in der Aufnahme 4 angeordnete Befestigungselement dient der Befestigung einer im Zusammenhang mit der Erfindung nicht näher in teressierenden Hülse 5. Weiterhin weist die Konsole 2 ein Langloch 6 auf, welches sich über einen Großteil der Länge der Konsole 2 erstreckt. Die Funktion des Langloches 6 wird im Folgenden noch näher erläutert werden.
Die Lenksäulenanordnung 1 weist weiterhin eine Lenksäule 7 mit einem Mantelrohr 8 sowie einer in dem Mantelrohr 8 drehbar gelagerten Lenksäule 9 auf. Die Lenksäule 9 dient der Aufnahme eines nicht dargestellten Lenkrades und der Übertragung einer von einem Fahrer in das Lenkrad eingebrachten Drehbewegung auf ein Lenkgetriebe.
Zudem sind in 1 beidseits des Mantelrohres 8 angeordneten Lamellenpakete 11 zu erkennen, über die eine Fixierung der Lenksäule in einer bestimmten Position erfolgen kann. Die Lamellenpakete 11 wirken mit einer hier nicht im Detail beschriebenen, weil aus dem Stand der Technik bekannten, Klemmvorrichtung 12 zusammen. Es kann über Erhöhen bzw. Reduzieren des zwischen den Lamellen 11 herrschenden Druckes ein Fixieren bzw. Lösen erfolgen und somit ein Verstellen bzw. Fixieren der Lenksäule bewerkstelligt werden.
Unterhalb der Konsole 2 ist ein Konsolenschlitten 13 angeordnet. Der Konsolenschlitten 13 steht über Befestigungselemente 14 sowie einen Kulissenstein 15 mit der Konsole 2 in Verbindung. Der Kulissenstein 15 ist in seinen Abmaßen auf die Abmaße des Langlochs 6 abgestimmt und in diesem angeordnet. Er ist über geeignete Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben 16, mit dem Konsolenschlitten 13 verbunden. Wie aus 2 hervorgeht, ist die Klemmvorrichtung 12 an dem Konsolenschlitten 13 angeordnet. Dazu weist der Konsolenschlitten 13 winklig zu ihm angeordnete Schenkel 17 auf. Die Schenkel 17 weisen Aufnahmen 18 auf, über die eine Verbindung zwischen dem Konsolenschlitten 13 und der Klemmvorrichtung 12 hergestellt werden kann.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung 1 im Zusammenhang mit den 3 und 4 näher erläutert. Wenn im Falle eines Crashs eine Kraft gemäß dem Pfeil A auf die Lenksäulenanordnung 1 einwirkt und diese Kraft A ein vorbestimmtes Maß überschreitet, so wird die Kraft A über die Lenkspindel 9, das Mantelrohr 8 sowie die Klemmvorrichtung 12 in den Konsolenschlitten 13 eingeleitet. Dabei ist die Klemmvorrichtung 12 so ausgelegt, dass sie dem vorbestimmten Kraftmaß standhält, d. h. die Lenksäule 7 trotz dieser Kraft in ihrer Position hält. Überschreitet die Kraft das vorbestimmte Maß, lösen sich die Befestigungselemente 14 zwischen Konsolenschlitten 13 und Konsole 2, was zur Folge hat, dass nun eine Bewegung des Konsolenschlittens 13 relativ zur Konsole 3 ermöglicht wird. Durch das Zusammenwirken von dem mit dem Konsolenschlitten 13 verbundenen Kulissenstein 15 und dem Langloch 6 der Konsole 3, führt der Konsolenschlitten 13 eine definierte, durch das Langloch 6 vorgegebene, lineare Bewegung durch. Demnach sieht die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung 1 zwei Möglichkeiten vor, die Lenksäule 7 im Fahrzeug zu verschieben. Eine Möglichkeit ist nach Lösen der Klemmvorrichtung 12 zum Zweck der Komfortverstellung der Lenksäule 7 gegeben; eine weitere nach Lösen der Befestigungselemente 14 im Falle eines Crashs. Durch das Vorsehen von zwei separaten Verschiebe- bzw. Verstellmöglichkeiten, ist es möglich, die Widerstände, die beim Verschieben der Lenksäulenanordnung 1 überwunden werden müssen, unterschiedlich einzustellen. So ist es wünschenswert, dass eine Komfortverstellung leichtgängig möglich ist, so dass sie bevorzugt mit einer Hand ausgeführt werden kann. Gleichzeitig ist es wünschenswert, bei einer Verschiebung der Lenksäule bei einem Unfall Energie zu absorbieren, also der Verschiebung einen definierten Widerstand entgegenzusetzen. Das ermöglicht die Erfindung auf einfache Art und Weise.
In 3 ist eine Konsole 2 mit einem Konsolenschlitten 13 dargestellt und zwar vor Einwirken der Kraft A auf die Lenksäulenanordnung 1. Der Übersichtlichkeit halber wurde auf eine Darstellung der mit dem Konsolenschlitten 13 verbundenen Lenksäule 7 sowie der Klemmvorrichtung 12 verzichtet. In 3 sind jedoch sowohl die Befestigungselemente 14 zwischen dem Konsolenschlitten 13 und der Konsole 2 als auch die Befestigungselemente 16 für den nicht dargestellten Kulissenstein 15 erkennbar. Weiterhin erkennbar ist das Langloch 6 in der Konsole 2, durch welches der Kulissenstein 15 geführt ist.
Wenn nun im Falle eines Unfalls eine Kraft A auf die Lenksäulenanordnung 1 einwirkt und diese über die Lenkspindel 9, das Mantelrohr 8 sowie die Klemmvorrichtung 12 auf den Konsolenschlitten 13 wirkt, lösen sich die Befestigungselemente 14 und geben eine Bewegung des Konsolenschlittens 13 gegenüber der Konsole 2 frei. In 4 ist ein Konsolenschlitten 13 nach einer solchen Bewegung dargestellt. Der Konsolenschlitten 13 ist in Krafteinleitungsrichtung entlang dem Langloch 6 verlagert.
Weiterhin erkennbar ist in den 3 und 4 ein Bereich 19, der zwischen Konsole 2 und Konsolenschlitten 13 angeordnet ist und so ausgeführt ist, dass die Reibung bei einer Bewegung des Konsolenschlittens 13 gegenüber der Konsole 2 reduziert wird. Das kann beispielweise über eine spezielle Gestaltung der Oberflächen von Konsolenschlitten 13 und Konsole 2 oder über bekannte Schmiermittel zwischen den beiden Bauteilen erfolgen. Die Gleitfläche 19 ermöglicht es, dass die Kraft zum Zeitpunkt des Lösens der Befestigungselemente 14 minimiert wird, wodurch zum einen die Belastungen für einen Fahrzeuginsassen reduziert werden und sich zum anderen eine zur Energieabsorption während der Bewegung des Konsolenschlittens 13 gegenüber der Konsole 2 vorgesehene Energieabsorptionskraft genau einstellen lässt. Das kann beispielsweise über, aus dem Stand der Technik bekannte Deformationselemente erfolgen.

Claims

Lenksäulenanordnung mit – einer fahrzeugfest angeordneten Konsole (2), – einer Lenksäule (7), die ein Mantelrohr (8) und eine darin drehbar gelagerte Lenkspindel (9) aufweist, wobei – die Lenksäule (7) in ihrer Neigung und Länge veränderbar ausgeführt ist und Klemmmittel (12) zum Fixieren der Lenksäule (7) vorgesehen sind, wobei die Lenksäule (7) mit den Klemmmitteln (12) über einen Konsolenschlitten (13) mit der Konsole (2) verbunden ist, der verschiebbar an der Konsole (2) gelagert ist und erst ab Überschreiten einer vorbestimmten auf die Lenksäule (7) in axialer Richtung aufgebrachten Kraft (A) ein Verschieben des Konsolenschlittens (13) relativ zur Konsole (2) möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Konsolenschlitten (13) und Konsole (2) Mittel zum Reduzieren der Reibung (19) vorgesehen sind.
Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (2) ein als Kulissenführung dienendes Langloch (6) aufweist.
Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konsolenschlitten (13) einen mit der Kulissen führung (6) zusammenwirkenden Kulissenstein (15) aufweist.
Lenksäulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lösbare Befestigungsmittel (14) vorgesehen sind, die ein Verschieben zwischen Konsolenschlitten (13) und Konsole (2) verhindern.
Lenksäulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (14) ab Überschreiten einer vorbestimmten auf die Lenksäule (7) in axialer Richtung aufgebrachten Kraft (A) versagen und den Konsolenschlitten (13) gegenüber der Konsole (2) freigeben.
Lenksäulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konsolenschlitten (13) Aufnahmeelemente (17) für die Klemmmittel aufweist.
Lenksäulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (17) mit Ausnahmen (18) versehene Schenkel sind.